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第1章 密码学概论1

1.1引言1

1.2对称密码体制2

1.3公钥密码体制3

1.3.1公钥密码体制概述3

1.3.2离散对数公钥密码4

1.3.3椭圆曲线公钥密码5

1.3.4HASH算法6

1.4RSA公钥密码算法8

1.4.1RSA算法的数学描述9

1.4.2RSA算法安全性探讨10

1.4.3RSA算法的技术难题11

1.5本书内容12

1.4.4RSA算法的应用情况12

第2章 Montgomery算法的研究与改进15

2.1Montgomery算法的证明与分析15

2.1.1Montgomery算法的证明15

2.1.2Montgomery算法的分析16

2.2.Montgomery算法的改进17

2.2.1预计算式Montgomery算法的提出和应用17

2.2.2模216Montgomery算法的提出和应用18

2.3改进型Montgomery算法的实现及其复杂性分析20

2.3.1改进型Montgomery算法的实现20

2.3.2改进型Montgomery算法的复杂性分析22

2.4算法复杂性比较24

2.4.1FIPS算法的步骤和复杂性分析24

2.4.2算法性能分析比较27

2.5本章小结27

3.1程序总体构思28

第3章 RSA快速算法的C语言编程28

3.2大数基本运算程序编程29

3.3大数模幂乘程序编程30

3.3.1大数模乘的C语言编程31

3.3.2大数模幂乘的C语言编程32

3.4RSA算法的辅助性程序34

3.4.1随机数的产生34

3.4.2随机数的素性判定35

3.5公钥和私钥的产生37

3.6加密、解密运算的实现38

3.6.1加密运算38

3.6.2解密运算40

3.7程序性能测试41

3.8本章小结42

4.1TMS320VC54X芯片简介44

第4章 RSA快速算法的DSP实现44

4.2DSP开发环境45

4.2.1硬件开发系统45

4.2.2软件开发系统47

4.3C程序转化48

4.3.1DSP的C编译器［37］48

4.3.2CCS环境下RSA快速算法的实现49

4.4性能测试与比较52

4.4.1加密、解密速率测试52

4.4.2FIPS性能测试与比较53

4.4.3整体性能测试54

4.5程序优化55

45.1代码性能分析55

4.5.2C语言和汇编语言混合编程55

4.5.3优化性能测试57

4.6本章小结57

5.1系统方框图58

第5章 RSA快速算法的系统设计58

5.2DSP处理系统设计59

5.2.1TMS320VC5409简介59

5.2.2CCS集成开发环境60

5.2.3DSP处理程序61

5.3 DSP自举加载设计67

5.3.1 TMS320VC5409自举程序简介67

5.3.2 AM29LV200B的烧写72

5.4 USB接口及应用程序设计76

5.4.1USB 1.1协议简介76

5.4.2 PDIUSBD12接口芯片简介80

5.4.3单片机的固件编程81

5.4.4用户软件编程86

5.5硬件辅助系统设计87

5.5.1 IDT7024双口RAM的设计87

5.4.5 USB固件与应用程序流程87

5.5.2 FPGA控制电路设计90

5.5.3外围器件设计92

5.6硬件系统的改进93

5.6.1基于HPI实现DSP系统的USB接口94

5.6.2基于CPLD的DSP控制系统设计99

5.7系统测试与验证102

5.7.1系统测试内容102

5.7.2功能块测试与验证103

5.8本章小结109

第6章 基于FPGA的大数模幂乘快速算法研究110

6.1基于Montgomery的大数模乘快速算法110

6.1.1 Montgomery模乘算法110

6.1.2适合FPGA的Montgomery模乘快速算法112

6.2免比较免进位免预处理的模乘快速算法115

6.2.1免比较大小的模乘快速算法115

6.2.2高效的免比较的模乘快速算法116

6.2.3免比较免进位免预处理的模乘快速算法117

6.3大数模乘运算脉动阵列结构设计119

6.3.1基于CSA算法的大数模乘运算脉动阵列结构设计120

6.3.2基于RCA算法的大数模乘运算脉动阵列结构设计124

6.4基于Montgomery算法的大数模乘运算脉动阵列结构设计126

6.4.1交替输入式模乘运算脉动阵列结构设计126

6.4.2并行输入式模乘运算脉动阵列结构设计131

6.4.3流水线方式模乘运算脉动阵列结构设计135

6.5模幂乘运算脉动阵列结构设计137

6.5.1模幂乘算法137

6.5.2模乘运算脉动阵列结构设计139

6.5.3模幂乘运算器逻辑设计和时序设计143

6.5.4模密乘运算器不同时钟控制逻辑之间的通信151

6.6基于芯片XC2s200-5pq208综合与仿真153

6.6.1SPARTAN-II系列FPGA芯片简介153

6.6.2FPGA芯片开发流程及软件简介157

6.6.3基于Foundation4.1开发系统仿真与分析158

6.7本章小结161

结束语163

附录165

附录A同余类165

附录B中国剩余定理165

附录C欧几里得算法166

附录D欧拉函数167

附录E逆元素存在定理167

附录F时钟发生器仿真波形167

附录GPECT控制功能模块仿真波形168

附录H模长为768比特模乘器VHDL源程序168

附录I模乘仿真波形（n=256）170

附录J指数控制功能模块ECONTROL仿真波形（n=16,e=1101）171

参考文献172