[發明專利]一種橢圓曲線密碼協處理器

有效

• 申請號: 201910940603.2
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110704109B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉冬生;盧楷文;鄢奉賾;劉星杰;劉波;張聰;羅香華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38;G06F21/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種橢圓曲線密碼協處理器，其特征在于，包括數據輸入模塊AHB Interface、運算控制模塊PMC、數據存儲模塊Reg_Array和有限域運算模塊FFAU；

所述數據輸入模塊AHB Interface的電路包括：第一非門、第二非門、第三非門、第一與門、第二與門、第三與門、第四與門、第五與門、第六與門、第七與門、第八與門、第九與門、第十與門、第一二路選擇器、第二二路選擇器、D觸發器以及或門；所述數據輸入模塊AHBInterface包括7個輸入信號，分別是位寬為1bit的HREADY_IN、HSEL、HTRANS[1]、HWRITE；位寬為4bits的HADDR[5:2]、R_addr[3:0]；位寬為32bits的寫數據總線HWDATA；輸出信號為32bits位寬的讀數據總線HRDATA；所述HREADY_IN、HSEL、HTRANS[1]、HWRITE構成寫使能信號Write_access和讀使能信號Read_access；

所述HREADY_IN、HSEL、HTRANS[1]、HWRITE分別連接到第一與門和第二與門的輸入端，第一與門和第二與門的輸出端連接到第三與門的輸入端，第三與門的輸出端記作寫使能信號Write_access；

所述HWRITE連接到第一非門的輸入端，第一非門的輸出端與所述HREADY_IN、HSEL、HTRANS[1]分別連接到第四與門和第五與門的輸入端，第四與門和第五與門的輸出端連接到第六與門的輸入端，第六與門的輸出端記作讀使能信號Read_access；

所述HADDR[5:2]和R_addr[3:0]連接到第七與門的輸入端，并且HADDR[5:2]和R_addr[3:0]通過第二非門、第三非門連接到第八與門的輸入端，第七與門和第八與門的輸出端連接到或門的輸入端，或門的輸出端記作特殊功能寄存器選擇信號SFR_sel；

所述特殊功能寄存器選擇信號SFR_sel分別與寫使能信號Write_access和讀使能信號Read_access連接到第九與門和第十與門的輸入端，第九與門的輸出端記作寄存器寫使能信號REG_Wr_en，第十與門的輸出端記作寄存器讀使能信號REG_Rd_en；

所述REG_Wr_en連接到D觸發器的數據輸入端，D觸發器的數據輸出端作為第二二路選擇器的選擇信號，第二二路選擇器的兩個輸入信號分別是32bits的讀數據總線HWDATA和0，當REG_Wr_en為1時讀數據總線HWDATA被送入存儲陣列MEM；所述REG_Rd_en作為第一二路選擇器的選擇信號，第一二路選擇器的兩個輸入信號分別是來自存儲陣列MEM的32bits數據和0，當REG_Rd_en為1時來自存儲陣列MEM的32bits數據被加載到32bits讀數據總線HRDATA上；

所述數據輸入模塊AHB Interface作為與主處理器通信的接口，用于輸入橢圓曲線點乘運算參數；所述運算控制模塊PMC用于控制選擇橢圓曲線點乘公式；所述數據存儲模塊Reg_Array用于存儲橢圓曲線點乘運算參數、橢圓曲線點乘運算的臨時變量和橢圓曲線點乘運算結果；所述有限域運算模塊FFAU用于根據所述運算控制模塊PMC的運算指令和所述數據存儲模塊Reg_Array的操作數進行有限域模運算。

2.根據權利要求1所述的橢圓曲線密碼協處理器，其特征在于，所述主處理器為32位嵌入式微處理器，向協處理器送出協處理器協議指令和進行數據交換。

3.根據權利要求1所述的橢圓曲線密碼協處理器，其特征在于，所述運算控制模塊PMC包括數據預計算單元Data Precomputation、坐標交換單元Coordinates Switch、射影坐標下的點加與點倍計算單元Madd/Mdouble以及坐標轉換單元Mxy，所述運算控制模塊PMC根據點倍計算單元Madd/Mdouble的計算公式給出有限域運算模塊所需的具體計算指令，同時也內置了一個計數器來計算隨機數k的移位次數。