[发明专利]一种面向ECC的双域并行度可变的Montgomery模乘电路

摘要

本发明提出了一种面向ECC(椭圆曲线密码)可伸缩串并混合并行度可变的双域Montgomery模乘电路电路，它由控制模块、Memory、寄存器组和双域流水线乘法单元组成，支持Montgomery模乘运算并行度可变，灵活的均衡Montgomery模乘运算的时间和面积开销，具有扩展性，最高可支持256bit的Montgomery模乘运算。资源约束条件下，通过降低电路模块的并行度来减少模乘的面积开销。同时可以通过增加电路的并行度来减少Montgomery模乘的运算时间。本发明可以根据使用场景灵活的在Montgomery模乘运算时间及电路面积中选择与均衡，使得采用本发明电路模块结构的ECC加密算法使用场景更加灵活。

主权项

一种面向ECC的双域并行度可变的Montgomery模乘电路，其特征在于，包括控制模块(1)、存储器(2)、寄存器组和双域流水线乘法单元(8)；所述控制模块(1)的输入包括：来自外部的复位信号；来自外部的控制信号，用于所述Montgomery模乘电路的使能以及控制存储器(2)与外部交互数据；来自外部的用于选择双域流水线乘法单元(8)的乘法域的选择信号；来自双域流水线乘法单元(8)的进位信号Cout；所述控制模块(1)的输出包括：发送给存储器(2)的读写控制信号和读写地址信号；发送给寄存器组的复位信号；控制寄存器组行为的控制信号；发送至双域流水线乘法单元(8)的乘法域选择信号；上一轮接收的进位信号Cout发送至双域流水线乘法单元(8)作为进位信号Cin；所述存储器(2)的输入包括：来自控制模块(1)的读写控制信号和读写地址信号；外部发送的Montgomery模乘电路输入数据，包括乘数A、乘数B、域参数以及一个预计算的值q＝‑p‑1mod2r，其中所述域参数的取值为：素数域时为大素数p，二元扩域时为不可约多项式的值；来自寄存器组写入的r bit数据，其中r为并行度可变的位宽；来自双域流水线乘法单元(8)输入的r bit写存储器(2)数据；所述存储器(2)的输出包括：向外部发送的乘法运算结果数据C；寄存器组读存储器(2)的r bit数据；双域流水线乘法单元(8)读存储器(2)的r bit数据；所述寄存器组的输入包括：r bit分段的乘数A，乘数B，中间结果C，预计算值p，中间结果t，以及中间结果S；来自控制模块(1)的复位信号；来自控制模块(1)用于控制寄存器组行为的控制信号；所述寄存器组的输出包括：发送至双域流水线乘法单元(8)的r bit乘数A，乘数B，中间结果C，预计算值p，中间结果t和中间结果S；写入存储器(2)的乘法运算结果数据C；所述双域流水线乘法单元(8)的输入包括：来自控制模块(1)的域选择信号，进位信号Cin；来自寄存器组的r bit乘数A，乘数B，预计算值p，中间结果C、t、S；读存储器(2)的r bit数据；所述双域流水线乘法单元(8)的输出包括：写入寄存器组的中间结果C、t、S；写入存储器(2)的r bit数据。