[发明专利]模逆运算器

摘要

一种模逆运算方法及运算器，用于计算Z＝Y^‑1mod X，其中Z为所述模逆运算的结果，X为第一操作数，Y为第二操作数，所述模逆运算方法包括：计算获取第一操作数X的二进制位长Xlen以及第二操作数Y的二进制位长Ylen；初始化第一变量R与第二变量S；当Xlen≥Ylen时，计算X模Y，当Xlen≤Ylen时，计算Y模X。在更新后的X＝0且更新后的Y＝1时，所述模逆运算的结果为更新后的第二变量S；在更新后的X＝1且更新后的Y＝0时，所述模逆运算的结果为X的初始值与更新后的第一变量R之差；在更新后的X与更新后的Y其中之一等于0而另一个不等于1时，所述模逆运算的结果不存在。采用所述方法及运算器，可实现模为任意非零整数的模逆运算，提高模逆运算的计算效率，降低硬件功耗。

主权项

1.一种模逆运算器，用于计算Z＝Y^‑1mod X，其中Z为所述模逆运算的结果，X为第一操作数，Y为第二操作数，其特征在于，包括：控制器、移位器、加减法运算器以及存储器，其中：所述存储器，适于存储第一操作数X、第二操作数Y、第一变量R以及第二变量S；所述控制器，适于保存并更新所述第一操作数X对应的二进制位长Xlen以及符号位Xsign、所述第二操作数Y对应的二进制位长Ylen以及符号位Ysign，控制所述移位器以及所述加减法运算器实现X模Y以及Y模X，包括：在Xlen≥Ylen，且Xsign＝0时，控制所述移位器将X左移N1位至最高位为1，低位补N1位无效0，控制所述移位器将所述第二变量S左移(Xlen‑Ylen)位；控制所述加减法运算器将左移后的X与Y高位对齐相减，将差值的后N1位去除作为更新后的X并保存，将第一变量R与左移后的第二变量S低位对齐并相加，得到的和值作为更新后的第一变量R；在Xlen≥Ylen，且Xsign＝1时，控制所述移位器将X左移N2位，低位补N2位无效0，控制所述移位器将所述第二变量S左移(Xlen‑Ylen)位；控制所述加减法运算器将左移后的X与Y高位对齐相加，将和值的后N2位去除作为更新后的X并保存，将第一变量R与左移后的第二变量S低位对齐并相减，得到的差值作为更新后的第一变量R；其中，N2为：X最高位的0前的符号位的个数N3与(Xlen‑Ylen)之间的最小值；在Xlen≤Ylen，且Ysign＝0时，控制所述移位器将Y左移M1位至最高位为1，低位补M1位无效0，控制所述移位器将所述第一变量R左移(Ylen‑Xlen)位；控制所述加减法运算器将左移后的Y与X高位对齐相减，将差值的后N1位去除作为更新后的Y并保存，将第二变量S与左移后的第一变量R低位对齐并相加，得到的和值作为更新后的第二变量S；在Xlen≤Ylen，且Ysign＝1时，控制所述移位器将Y左移M2位，低位补M2位无效0，控制所述移位器将所述第一变量R左移(Ylen‑Xlen)位；控制所述加减法运算器将左移后的Y与X高位对齐相加，将和值的后M2位去除作为更新后的Y并保存，将第二变量S与左移后的第一变量R低位对齐并相减，得到的差值作为更新后的第二变量S；其中，M2为：Y最高位的0前的符号位的个数M3与(Ylen‑Xlen)之间的最小值；在所述控制器得到的更新后的X＝0且更新后的Y＝1时，所述模逆运算的结果为更新后的S；在更新后的X＝1且更新后的Y＝0时，所述模逆运算的结果为X的初始值与更新后的R之差；在更新后的X与更新后的Y其中之一等于0而另一个不等于1时，所述模逆运算的结果不存在；当X的位长M大于Y的位长N时，所述高位对齐运算是指将Y的低位补齐M‑N个0后进行的运算；所述第一变量R的初始值为0，所述第二变量S的初始值为1。