[發明專利]一種素域Fp下的SM2橢圓曲線公鑰加密算法的硬件實現系統

在審

• 申請號: 201710551879.2
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107294720A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 王麗雪;熊曉明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種素域Fp下的SM2橢圓曲線公鑰加密算法的硬件實現系統，該系統可以對傳輸的消息進行加密和解密，該系統所用到的模塊包括：SM2主控模塊、SM2解析模塊、加密控制模塊、解密控制模塊、上層復選模塊、隨機數生成模塊、運算控制模塊、比特串處理模塊、密鑰派生模塊、雜湊模塊、下層復選模塊、點乘運算模塊、異或運算模塊、比特串轉換模塊、比特串拼接模塊，其特征在于：

所述SM2主控模塊：用于與所述SM2解析模塊進行通信，進而調用加密控制模塊和解密控制模塊對消息進行加密和解密；

所述SM2解析模塊：用于解析所述SM2主控模塊發出的命令，確定系統當前時間要實現的是消息加密還是消息解密功能，并將進行消息加密的命令發送給所述加密控制模塊，將進行消息解密的命令發送給解密控制模塊；

所述加密控制模塊：用于在收到所述SM2解析模塊發送的進行消息加密的命令后，與所述上層復選模塊進行通信，通過所述上層復選模塊調用所述隨機數生成模塊、所述運算控制模塊、所述比特串處理模塊、所述密鑰派生模塊、所述雜湊模塊，通過所述下層復選模塊調用所述點乘運算模塊、所述異或運算模塊、所述比特串轉換模塊、所述比特串拼接模塊，對消息進行加密；

所述解密控制模塊：用于在收到所述SM2解析模塊發送的進行消息解密的命令后，與所述上層復選模塊進行通信，通過所述上層復選模塊調用所述隨機數生成模塊、所述運算控制模塊、所述比特串處理模塊、所述密鑰派生模塊、所述雜湊模塊，通過所述下層復選模塊調用所述點乘運算模塊、所述異或運算模塊、所述比特串轉換模塊、所述比特串拼接模塊，對消息進行解密；

所述上層復選模塊：用于當系統要進行消息加密時，所述加密控制模塊與所述上層復選模塊進行通信，通過所述上層復選模塊調用所述隨機數生成模塊、所述運算控制模塊、所述比特串處理模塊、所述密鑰派生模塊、所述雜湊模塊進行消息加密，當系統要進行消息解密時，所述解密控制模塊與所述上層復選模塊進行通信，通過所述上層復選模塊調用所述隨機數生成模塊、所述運算控制模塊、所述比特串處理模塊、所述密鑰派生模塊、所述雜湊模塊進行消息解密；

所述隨機數生成模塊：用于生成隨機數k∈[1，n-1]；

所述運算控制模塊：用于通過所述下層復選模塊來調用所述點乘運算模塊和所述異或運算模塊，完成點乘運算和異或運算；

所述比特串處理模塊：用于通過所述下層復選模塊來調用所述比特串轉換模塊和所述比特串拼接模塊，完成比特串轉換和比特串拼接；

所述密鑰派生模塊：用于進行密鑰派生運算，生成密鑰數據比特串；

所述雜湊模塊：用于采用SM3密碼雜湊算法，進行密碼雜湊運算，產生相應的雜湊值；

所述下層復選模塊：用于當系統要進行點乘運算和異或運算時，所述運算控制模塊與所述下層復選模塊通信，通過所述下層復選模塊調用所述點乘運算模塊和所述異或運算模塊，完成點乘運算和異或運算；當系統要進行比特串轉換和比特串拼接時，所述比特串處理模塊與所述下層復選模塊通信，通過所述下層復選模塊調用所述比特串轉換模塊和所述比特串拼接模塊，完成比特串轉換和比特串拼接；

所述點乘運算模塊：用于完成消息加密和消息解密過程中所需的點乘運算；

所述異或運算模塊：用于完成消息加密和解密過程中所需的異或運算；

所述比特串轉換模塊：用于將橢圓曲線上的點轉換為與之相對應的比特串，將比特串轉換為橢圓曲線上與之相對應的點；

所述比特串拼接模塊：用于將兩個以上的比特串進行拼接，使之成為一個比特串。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于：在系統的設計過程中，采用了高層次的模塊化方法，按照硬件占用資源少、成本低、系統運行速度快，結構簡單、易實現的原則，將系統進行了合理的劃分，具體劃分為所述SM2主控模塊、所述SM2解析模塊、所述加密控制模塊、所述解密控制模塊、所述上層復選模塊、所述隨機數生成模塊、所述運算控制模塊、所述比特串處理模塊、所述密鑰派生模塊、所述雜湊模塊、所述下層復選模塊、所述點乘運算模塊、所述異或運算模塊、所述比特串轉換模塊、所述比特串拼接模塊，每個模塊可實現相應的功能。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于：所述比特串拼接模塊采用首尾依次相接進行拼接。