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题名SM9中高次幂运算的快速实现方法
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作者
王江涛
樊荣
黄哲
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机构
中国船舶集团有限公司第七二二研究所
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出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期118-124,136,共8页
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基金
湖北省重点研发计划(2020BAB103)。
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文摘
国密SM9算法是基于双线性对的标识密码算法,其运行过程需进行多次十二次扩域的高次幂运算,其计算性能对SM9算法体制的应用至关重要。SM9签名运算中的高次幂可以预存点,在运算过程中通过查表减少运算时间。由于验签运算中高次幂的底数不确定,无法通过查表进行运算,因此分别使用Comb固定基和NAF算法在算法模型上降低高次幂中十二次扩域乘法运算量。为提高十二次扩域乘法的计算效率,根据R-ate对的特殊性质提出基于分圆子群的快速平方算法,降低扩域乘法所需的基域运算开销,并将其应用于高次幂的运算中。硬件架构创新性地采用基于自定义RISC指令集的ASIP微码控制方式实现,该架构的灵活性有利于在有限的硬件资源下实现复杂的SM9算法逻辑,其中可修改的指令集可以更好地与底层硬件适配。在Xilinx Artix-7系列的FPGA平台上的实验结果表明,在167 MHz的时钟频率条件下,不增加额外的硬件资源开销,该方法完成一次SM9签名的时间仅为0.244 ms。
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关键词
SM9算法
高次幂
R-ate对
分圆子群
comb固定基
NAF算法
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Keywords
SM9 algorithm
higher power
R-ate pairing
cyclotomic subgroup
comb fixed-base
NAF algorithm
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分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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