橢圓曲線密碼處理器關鍵技術研究.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鍵技術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，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構和運算單元兩個方面開展研究。
　　論文研究了在仿射坐標下實現(xiàn)點加和倍點的調度特征，建立了點加和倍點調度優(yōu)化

2、模型，提出了異構雙路并行的處理器體系結構；在此基礎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用適配特點，吸收超標量結構亂序執(zhí)行思想，提出了一種VLIW-matrix指令執(zhí)行模式；針對異構雙路并行結構和VLIW-matrix指令執(zhí)行模式，提出了分層分簇式存儲結構，設計了分層式寄存器堆和向量結構存儲器，能夠有效提高數(shù)據(jù)調度效率，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計，采用在仿射坐標下優(yōu)化模除運算的設計思路，提出了雙比特掃描模除算法，設計了高速模除單元；隨后提出了雙比特掃描模乘算法，設計了基于加法器的模乘單元；最后，對模除和模乘單元結構進行了統(tǒng)一，設計了以模除結構為基礎、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，在仿射坐標下實現(xiàn)點加和倍點超過了投影坐標下實現(xiàn)性能，且功能單元資源極大縮減。
　　最后，本