[發明專利]一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法

有效

• 申請號: 201710776253.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107508666B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 吳朝暉;李澤祥;李斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/30;H04L9/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法，其特征在于，采用NiosII軟核作為控制中心，控制一次數字簽名或驗證的進行；采用硬件實現基本密碼算數模塊，作為計算加速器外掛在avalon總線上，基本密碼算數模塊包括模乘模塊、模加模塊、模逆模塊以及SHA-512中對1024位原始數據的80輪運算單元；軟件部分包括與片外數據的交互、RSA的模冪運算、SHA-512的數據填充；

一次完整的數字簽名過程為：由以太網接口從片外輸入需要簽名的數據，NiosII隨后將數據補齊為1024的整數倍，并以1024位為單位循環送入SHA-512底層運算單元，最后將得到的結果用RSA簽名，簽名結果通過以太網口輸出；

還包括簽名驗證過程，驗證過程運用SHA-512計算待驗證文件的哈希值，與RSA公鑰計算出的結果對比，若相同則認為簽名有效，否則簽名無效。

2.如權利要求1所述的一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法，其特征在于，所述SOPC中，底層硬件模塊接口設計為avalon總線接口，與NiosII處理器對接，控制信號和數據信號以地址來區分，底層硬件模塊中留有控制/狀態寄存器，NiosII通過對此寄存器的讀寫來完成控制，對底層硬件模塊中數據寄存器的讀寫來完成計算數據的交互。

3.如權利要求1所述的一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法，其特征在于，所述SOPC中，RSA硬件模塊留有可配置的運算長度寄存器，通過avalon的配置，來實現不同長度RSA運算；SHA-512則因為運算的特點，由NiosII截取運算結果的384位而支持SHA-384。

4.如權利要求1所述的一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法，其特征在于，模乘模塊中，采用目前最為高速的進位保留的蒙哥馬利模乘，NiosII中模冪運算采用能抗出錯攻擊和功耗攻擊的階梯狀模冪算法，并為計算過程中的數據加上了掩碼。

5.如權利要求1所述的一種基于RSA和SHA-512的低成本數字簽名SOPC設計方法，其特征在于，NiosII中根據硬件定義的接口設計硬件抽象函數，由這些函數完成對各個硬件模塊的控制信號、數據信號交互。