[發明專利]橢圓曲線密碼系統的點加系統

無效

• 申請號: 200810055610.6
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN101221491A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 李樹國;張霄鵬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F7/72
• 分類號: G06F7/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用于橢圓曲線密碼體制的點加系統，其特征在于：該點加系統是在專用數字集成電路芯片中采用ASIC流程實現的。含有：點加寄存器控制器；點加多路選擇控制器；第一多路選擇器組，由六個多路選擇器mux1、mux2、mux3、mux4、mux5、mux6構成；中間變量寄存器組，由六個中間變量寄存器Reg1、Reg2、Reg3、Reg4、Reg5、Reg6構成；第二多路選擇控制器，由四個多路選擇器lmux1、lmux2、lmux3、lmux4構成，其中：

所述點加寄存器控制器，是一個有限狀態機，輸入為形式為010101……且占空比為1∶1的方波時鐘信號Clk，以及低電平有效的開始信號Start，輸出為六個各自均為2個比特的操作控制信號：C1、C2、C3、C4、C5、C6，所述點加寄存器控制器在開始信號有效后按以下各輪中時鐘節拍在各個時鐘輸出不同的C1_C2_C3_C4_C5_C6各操作控制信號的組合：

初始化時，令各中間變量寄存器分別為：

Reg1←X₁，Reg2←Y₁，Reg3←Z₁，Reg4←X₂，Reg5←Y₂，Reg6←1，

(X₁，Y₁，Z₁)為Jacobi投影坐標下橢圓曲線上的點P的坐標，

(X₂，Y₂，1)為Jacobi投影坐標下橢圓曲線上的點Q的坐標，

令：R＝P+Q，點R的坐標為(X₃，Y₃，Z₃)，

C1_C2_C3_C4_C5_C6中每個操作控制信號均為00，在以下敘述中省略各操作控制信號的標志；

第一輪Δ1中：

在第1～第8時鐘周期，操作控制信號均為11_11_11_11_11_11，

在第9時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_11_01_11；

第二輪Δ2中：

在第10時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_01_11_11，

在第11～第17時鐘周期，操作控制信號均為11_11_11_11_11_11，

在第18時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_01_11_11；

第三輪Δ3中：

在第19時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_11_10_01，

在第20時鐘周期，操作控制信號為11_01_11_11_11_10，

在第21時鐘周期，操作控制信號為10_11_11_11_11_11，

在第22～第26時鐘周期，操作控制信號均為11_11_11_11_11_11，

在第27時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_01_11_11；

第四輪Δ4中：

在第28時鐘周期，操作控制信號為11_01_11_10_11_11，

在第29時鐘周期，操作控制信號為01_11_11_11_11_11，

在第30～第35時鐘周期，操作控制信號均為11_11_11_11_11_11，

在第36時鐘周期，操作控制信號為11_11_01_11_11_11；

第五輪Δ5中：

在第37時鐘周期，操作控制信號為01_11_11_11_11_11，

在第38時鐘周期，操作控制信號為10_11_01_11_11_11，

在第39～第44時鐘周期，操作控制信號均為11_11_11_11_11_11，

在第45時鐘周期，操作控制信號為11_01_11_11_11_11；

第六輪Δ6中：

在第46時鐘周期，操作控制信號為11_11_11_01_11_11，

在第47時鐘周期，操作控制信號為11_01_11_10_11_11，

在第48時鐘周期，操作控制信號為11_10_11_11_11_11；

所述點加多路選擇控制器，是一個有限狀態機，輸入為所述開始信號Start、所述時鐘信號Clk，輸出均為3個比特的選通控制信號：CL1、CL2、CL3、CL4，所述點加多路選擇控制器在所述開始信號Start有效后的各輪中，在下述每個時鐘周期均輸出不同的選通控制信號CL1、CL2、CL3、CL4的組合；

在所述初始化時，CL1_CL2_CL3_CL4中每個選通控制信號均為000，在以后敘述中省略各選通控制信號的標志；

在所述第一輪Δ1中：

在所述第1時鐘周期，選通控制信號為011_011_000_000，

在所述第2時鐘周期，選通控制信號為011_101_000_000，

在所述第3時鐘周期，選通控制信號為011_101_000_000，

在所述第4～第9時鐘周期，選通控制信號均為000_000_000_000；

在所述第二輪Δ2中：

在所述第10時鐘周期，選通控制信號為100_000_000_000，

在所述第11時鐘周期，選通控制信號為101_000_000_000，

在所述第12時鐘周期，選通控制信號為001_010_000_000，

在所述第13～第18時鐘周期，選通控制信號均為000_000_000_000；

在所述第三輪Δ3中：

在所述第19時鐘周期，選通控制信號為010_000_111_001，

在所述第20時鐘周期，選通控制信號為111_111_111_010，

在所述第21時鐘周期，選通控制信號為001_111_001_100，

在所述第22～第27時鐘周期，選通控制信號均為000_000_000_000；

在所述第四輪Δ4中：

在所述第28時鐘周期，選通控制信號為110_110_111_010，

在所述第29時鐘周期，選通控制信號為001_000_000_000，

在所述第30時鐘周期，選通控制信號為011_101_000_000，

在所述第31～第36時鐘周期，選通控制信號均為000_000_000_000；

在所述第五輪Δ5中：

在所述第37時鐘周期，選通控制信號為001_010_000_000，

在所述第38時鐘周期，選通控制信號為010_100_011_111，

在所述第39時鐘周期，選通控制信號為111_110_000_000，

在所述第40～第45時鐘周期，選通控制信號均為000_000_000_000；

在所述第六輪Δ6中：

在所述第46時鐘周期，選通控制信號為000_000_000_000，

在所述第47時鐘周期，選通控制信號為000_000_010_111，

在所述第48時鐘周期，選通控制信號為000_000_000_111；

所述第一多路選擇器組，其中：

各個多路選擇器mux1～mux6各自的選擇信號輸入端先后依次分別與所述點加寄存器控制器的各操作控制信號輸出端相連，分別輸入各個操作控制信號C1～C6，

各個多路選擇器mux1～mux6各自的00端先后依次輸入X₁、Y₁、Z₁、X₂、Y₂、1，

各個多路選擇器mux1～mux6各自的模乘數據輸入端01共同與所述點加電路系統外的模乘器的模乘數據r_mul輸出端相連，

各個多路選擇器mux1～mux6各自的模加數據輸入端10共同與所述點加電路系統外的模加器的模加數據r_add輸出端相連；

所述中間變量寄存器組，其中：

各個中間變量寄存器寄存Reg1～Reg6的第一輸入端先后依次分別與所述各多路選擇器mux1～mux6的信號D1、D2、D3、D4、D5、D6的輸出端相連，所述Reg1～Reg6的第二輸入端互連后接時鐘信號Clk的輸出端；

所述第二多路選擇器組，其中：

各個多路選擇器lmux1～lmux4各自的選擇信號輸入端先后依次分別與所述點加多路選擇控制器的各選通控制信號輸出端相連，分別輸入各個選通控制信號CL1～CL4，

多路選擇器lmux1、lmux2的000輸入端互連后接所述Q點的坐標值1，

多路選擇器lmux3、lmux4的000輸入端互連后接所述模加器的模加信號r_add的輸出端，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的001輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg1的信號T1的輸出端，所述信號T1的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux1的11輸入端相連，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的010輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg2的信號T2的輸出端，所述信號T2的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux2的11輸入端相連，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的011輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg3的信號T3的輸出端，所述信號T3的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux3的11輸入端相連，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的100輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg4的信號T4的輸出端，所述信號T4的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux4的11輸入端相連，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的101輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg5的信號T5的輸出端，所述信號T5的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux5的11輸入端相連，

各個多路選擇器lmux1～lmux4的110輸入端互連后接所述中間變量寄存器Reg6的信號T6的輸出端，所述信號T6的輸出端同時與所述第一多路選擇器組中的多路選擇器mux6的11輸入端相連，

多路選擇器lmux1、lmux2的111輸入端互連后接所述模加器的模加信號r_add的輸出端，

多路選擇器lmux3、lmux4的111輸入端互連后接所述模乘器的模乘信號r_mul的輸出端，

所述多路選擇器lmux1、lmux2的輸出信號mul1、mul2分別送入所述模乘器的兩個輸入端；

所述多路選擇器lmux3、lmux4的輸出信號add1、add2分別送入所述模加器的兩個輸入端；

在所述第一輪Δ1中，所述模乘器的輸出r_mul使：

T₅←T₃²，T₄←T₃×T₅，T₄←T₃×T₅，而所述模加器無輸出；

在所述第二輪Δ2中，所述模乘器的輸出r_mul使：

T₄←T₄×T₅，T₆←T₄×T₅，T₂←T₁×T₂，而所述模加器無輸出；

在所述第三輪Δ3中：

所述模乘器的輸出r_mul使：

T₄←T₂×T₄，T₂←T₅²，T₁←T₁×T₆，

所述模加器的輸出r_add使：

T₅←T₄-T₁，T₆←T₆-T₂，T₁←T₁+T₄；

在所述第四輪Δ4中：

所述模乘器的輸出r_mul使：

T₃←T₆²，T₁←T₁×T₂，T₃←T₃×T₅，

所述模加器的輸出r_add使：

T₄←T₄-T₂；

在所述第五輪Δ5中：

所述模乘器的輸出r_mul使：

T₂←T₁×T₂，T₄←T₂×T₄，T₂←T₁×T₆，

所述模加器的輸出r_add使：

T₁←T₃-T₁；

在所述第六輪Δ6中：

所述模加器的輸出r_add使：

T₄←T₂-T₄，T₂←T₄-T₂，得到X₃＝T₁，Y₃＝T₂，Z₃＝T₃；

符號“←”表示用右邊的數據去代替左邊的數據。