橢圓曲線密碼處理器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、橢圓曲線密碼處理器是橢圓曲線密碼實現(xiàn)的重要方式，橢圓曲線密碼處理器關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要理論和實踐意義。同課題組已有一款支持雙域576比特以內(nèi)曲線長度的橢圓曲線密碼處理器，其在同類處理器中性能突出，但是資源消耗巨大。本文基于此款橢圓曲線密碼處理器，以優(yōu)化性能資源比為目標(biāo)，從橢圓曲線密碼處理特征入手，針對橢圓曲線密碼處理器體系結(jié)構(gòu)和運算單元兩個方面開展研究。
　　論文研究了在仿射坐標(biāo)下實現(xiàn)點加和倍點的調(diào)度特征，建立了點加和倍點調(diào)度優(yōu)化

2、模型，提出了異構(gòu)雙路并行的處理器體系結(jié)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上研究了超長指令字(Very Long Instrustion Word,VLIW)指令面向橢圓曲線密碼應(yīng)用適配特點，吸收超標(biāo)量結(jié)構(gòu)亂序執(zhí)行思想，提出了一種VLIW-matrix指令執(zhí)行模式；針對異構(gòu)雙路并行結(jié)構(gòu)和VLIW-matrix指令執(zhí)行模式，提出了分層分簇式存儲結(jié)構(gòu)，設(shè)計了分層式寄存器堆和向量結(jié)構(gòu)存儲器，能夠有效提高數(shù)據(jù)調(diào)度效率，提升了橢圓曲線密碼處理器處理性能。
　　論文

3、研究了橢圓曲線密碼處理器運算單元設(shè)計，采用在仿射坐標(biāo)下優(yōu)化模除運算的設(shè)計思路，提出了雙比特掃描模除算法，設(shè)計了高速模除單元；隨后提出了雙比特掃描模乘算法，設(shè)計了基于加法器的模乘單元；最后，對模除和模乘單元結(jié)構(gòu)進行了統(tǒng)一，設(shè)計了以模除結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)、可以實現(xiàn)有限域全部運算、功能可裁剪的統(tǒng)一功能單元。理論和實驗評估表明，基于本文優(yōu)化的模除、模乘單元，在仿射坐標(biāo)下實現(xiàn)點加和倍點超過了投影坐標(biāo)下實現(xiàn)性能，且功能單元資源極大縮減。
　　最后，本