电子政务中基于椭圆密码体制的电子签章系统

基于椭圆曲线的公钥密码体制是密码学研究的一个新课题,这种密码体制具有速度快、安全性高的优点。该文构造了一类椭圆曲线数字签名算法,并设计了基于该算法的电子签章系统。

超椭圆密码体制的性能

本文讨论几种超椭圆曲线密码体制，详细介绍超椭圆曲线群规律的实现和产生适用于密码的曲线的方法，本文专门对椭圆曲线数字签名方案和超椭圆曲线方案的性能进行了比较。结论是。

多服务器环境下基于椭圆曲线密码的认证协议

本文研究了多服务器环境下的认证密钥协商协议.通过对Andola等人方案的分析,利用椭圆曲线密码和随机数设计了一种改进的认证密钥协商协议.使用BAN逻辑和非形式化分析方法,对协议进行安全性分析.实验结果表明,所提协议具有更好的安全性和实用性.

一种应用于椭圆曲线密码的双域模加减运算的优化设计

椭圆曲线密码算法由于其安全特性被广泛应用于各种领域,当前支持多协议和多域的ECC算法成为研究的热点。围绕素数域和二元域下的ECC算法展开研究,对双域模加减运算进行了优化设计。针对素数域模加减运算中加法器计算延时较大的问题,设计素数域的模加和模减运算使用同一个运算通路,使用进位保留加法器和加法器组合对电路结构进行优化,缩短素数域模加减运算时间。

椭圆曲线密码高效软件实现技术研究进展

伴随云计算技术与物联网技术的快速发展,用户敏感数据呈现爆发式增长,为保障网络中用户隐私数据的安全,国家相继出台了以《密码法》为核心的一系列法律法规,进一步明确密码应用的规范要求.无论是以云计算为代表的服务侧,还是以物联网为代表的终端侧,结构复杂的公钥密码的计算能力都面临极大的挑战.椭圆曲线算法相比于传统的RSA密码算法,具有更短的密钥长度,在计算速度、资源存储、数据带宽等方面具有重要的优势,可用于实现密钥交换、数字签名、公钥加密等密码原语,是当前应用最为广泛的公钥密码技术之一.本文通过简要分析服务侧与终端侧两种不同的应用场景,明确端云两侧在软硬件、密码算法需求等方面所存在的巨大差异,归纳了各类椭圆曲线密码算法标准与硬件开发平台参数.基于上述内容,本文总结了椭圆曲线密码的高效软件实现技术研究进展,着重介绍了国产椭圆曲线密码的研究现状,并展望了椭圆曲线密码算法实现的未来发展趋势.

基于椭圆曲线密码的公文电子数字签名验证系统

作为公钥基础设施中的关键环节,数字签名在信息传输过程中起到保障公文完整、验证用户身份的作用,为避免签名信息分析不彻底情况的出现,设计基于椭圆曲线密码的公文电子数字签名验证系统。借助中间件层次结构,连接证书信息翻译模块与签名验证模块,完成系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,生成数字签名,通过已连接的密钥交换协议,对公钥加密文件进行处理,实现系统的软件执行环境搭建。结合相关硬件设备结构,完成基于椭圆曲线密码的公文电子数字签名验证系统设计。实验结果显示,椭圆曲线密码可为公文电子数字签名信息提供更为稳定的传输环境,使公文数据的完整性得到保障。

门限最优的椭圆曲线数字签名算法及其应用

针对当前椭圆曲线门限签名算法交互次数多和计算复杂度高的问题,本文提出一种高效的椭圆曲线数字签名门限最优签名算法。新增了预处理过程,各节点再通过费尔德曼可验证秘密分享和一阶同态加密算法生成一套基础数据,应用于签名阶段的乘法和求逆运算,完成多项式“降次”。算法实现门限最优的性质,整个算法仅需4轮即可完成签名。结果表明:随着门限值由4提升至20,算法能够在1.232~19.66 s完成签名的生成;增加预计算阶段后,计算的效率提升至0.667~4.559 s;在安全环境下,单次签名速度则可以达到毫秒级,能够有效应用于区块链账户安全保护和跨链资产锁定,具有实际应用价值。

面向物联网领域的低成本ECC密码处理器设计

为了保障物联网设备的隐私和安全,同时更好地满足其资源受限的特性,采用椭圆曲线密码(ECC)算法方案,通过优化底层算法和电路结构,设计了基于加法器的低成本架构的点乘硬件电路。采用硬件复用技术来减少资源消耗,每个模运算电路只用一个超前进位加法器;优化模运算算子调度,改进电路结构,点运算只使用两个模加减模块、一个模逆模块和一个模乘模块设计实现。在Xilinx公司XCZU3CG-SFVC784-1-E的FPGA平台上进行分析,该点乘电路共使用了8927个CLB LUTs,7789个CLB Registers,电路总功耗为0.371W,工作频率可达247.3 MHz,对比其他架构,处理器硬件资源节省了39.10%~72.44%。

SM2密码算法下信息聚合通信安全认证方法

由于安全认证过程容易受到恶意攻击、异常流量、虚拟信息等问题的干扰,使得信息聚合通信的安全性降低。为了解决上述问题,提出基于SM2密码算法的信息聚合通信安全认证方法。通过采用SM2密码算法,加密处理通信提供的数据,设定椭圆曲线输入接收方公钥,计算其曲线上的子群,并将计算结果作为密文发送给接收者,完成数据加密。根据随机数生成法确定通信用户的真实性,在聚合过程中将通信数据节点向量化,预测节点在不同聚合条件下的密钥最佳级数,并在此基础上确定加密级别,完成信息聚合通信的安全认证。实验结果表明,所提方法的安全性强,且安全认证RSA加密库、Mcryp加密扩展库与JPBC加密库中的通信数据时间保持在15ms以内。

基于比特重组快速模约简的高面积效率椭圆曲线标量乘法器设计

针对现有椭圆曲线密码标量乘法器难以兼顾灵活性和面积效率的问题,该文设计了一种基于比特重组快速模约简的高面积效率标量乘法器。首先,根据椭圆曲线标量乘的运算特点,设计了一种可实现乘法和模逆两种运算的硬件复用运算单元以提高硬件资源使用率,并采用Karatsuba-Ofman算法提高计算性能。其次,设计了基于比特重组的快速模约简算法,并实现了支持secp256k1, secp256r1和SCA-256(SM2标准推荐曲线)快速模约简计算的硬件架构。最后,对点加和倍点的模运算操作调度进行了优化,提高乘法与快速模约简的利用率,降低了标量乘计算所需的周期数量。所设计的标量乘法器在55 nm CMOS工艺下需要275 k个等效门,标量乘运算速度为48 309次/s,面积时间积达到5.7。

椭圆曲线标量乘高效方案设计

对于一些资源受限的应用场景而言,椭圆曲线密码算法的计算量还是比较大,这严重影响了网络的生命周期,需要对算法进行轻量化改进以减少资源消耗。标量乘运算是影响椭圆曲线密码算法执行效率的关键,针对无线传感器节点的内存和处理特点,首先对其底层的域运算进行改进,提出了二进制域上的3-Karatsuba联合区块乘法算法、快速模约减算法、模平方及模逆算法,减少了域运算过程的基本运算和内存读写次数,最后基于Montgomery算法设计了GF(2~m)上的标量乘快速实现方案。在8 bit AVR微处理器上实验表明,完成一次GF(2~(163))域上的ECC点乘运算共需要5 160 991个时钟周期,时间消耗大约为0.70 s,改进后的方案在运算效率方面有一定优化。

椭圆曲线密码在电子商务现金系统中的应用研究

针对现有电子现金系统的不足,提出了一类基于椭圆曲线密码的离线电子现金方案.方案中自动更新的现金数据库可以删除过期的电子现金,避免了银行现金数据库可能无限增大的问题;在通信会话协议中,同时实现了签名、认证、加密传输和数据恢复,签名与认证的协议过程同时也是加密通信的过程,减化了常规的密码协议过程.与已有的方案相比,方案中协议与算法简洁、高效,在安全强度不变的条件下,降低了软硬件实现的系统开销,可广泛应用于电子商务等网络业务环境.

椭圆曲线密码体制基点选取算法的设计与实现

在有限素整数域Fp 上定义了一条椭圆曲线及点群运算规则 ,并由此构造出一种椭圆曲线密码体制 .结合椭圆曲线域参数属性 ,讨论了平方剩余的定义、性质 ,完整地设计出选取基点G的X坐标的算法 .根据Fp 上素数 p的不同性质 ,提出 2种基点G的Y坐标的计算方法 ,并给出了其数学证明 .在PC机上用汇编语言实现的结果表明 ,该基点选取算法适于微机实现且实际可行 。

参数可选的高速椭圆曲线密码专用芯片的VLSI实现

研究了椭圆曲线密码体制的VLSI实现问题。从点乘运算层与群运算层调度到有限域上的高速运算方法等方面给出了一些提高椭圆曲线上点乘运算的新方案;提出了一种域与曲线参数可选择的高速椭圆曲线密码专用芯片VLSI新结构。基于0.6mm单元库,芯片面积约为36mm2。综合后仿真结果表明:设计芯片能够有效地完成数字签名与身份验证完整流程,在20MHz下平均每次签名时间为62.67ms,高于目前报道的其它同类芯片。

素域上椭圆曲线密码的高效实现

给出了几个素域上的算术运算和素域上椭圆曲线算术运算的高效实现算法,从而解决了椭圆曲线密码(ECC)实现中影响效率的几个关键算法设计问题,且就ECC加密机制和签名机制的选择提出了建议,最终形成一套高效的素域上ECC加密算法和签名算法的实现方案.该方案适应多种软件和硬件实现条件,具有较好的通用性.

椭圆曲线密码引擎算法的设计与实现

针对Intel体系结构MMXTM处理器的特点 ,设计并实现了一种椭圆曲线密码体制 (ECC)算法 .提出一种ECC数学模型 ,结合具体的公钥加密方案 ,推导出一种点积运算的快速算法 .在In tranet/Internet环境下 ,为开发者提供了一种利用ECC开发电子商务安全、数据保密通信等应用的通用算法模型 ,使ECC实时及实用成为可能 .

基于椭圆曲线密码的可认证密钥协商协议的研究

基于椭圆曲线Diffie-Hellman问题,提出采用共享口令机制的基于椭圆曲线的可认证密钥协商协议(ECAKA),协议安全性依赖于椭圆曲线离散对数难题.该协议提供身份认证、密钥确认、完美前向安全性,并能够防止中间人攻击.

椭圆曲线公钥密码体制的研究热点综述

椭圆曲线密码体制是公钥密码中的研究热点。该文介绍了椭圆曲线密码体制的基本概念及相关知识,讨论了目前基于椭圆离散对数问题的椭圆曲线密码的研究动态,并指出今后的研究方向和重点。

Smartcard上椭圆曲线密码算法的能量攻击和防御

能量攻击是一种新的密码攻击方法,其密钥搜索空间要远小于传统的数学分析方法。该文介绍了目前对椭圆曲线密码系统能量攻击的几种攻击方法,提出了一种基于Width-w NAF的改进算法RWNAF(Refined Width-w NAF),该算法通过Masking技术隐藏密码算法的真实能量消耗信息,能有效地防御SPA、DPA、RPA与ZPA攻击;通过对密钥d的奇偶性分析,对预计算表进行优化,减少了存储需求和计算开销。RWNAF与Mamiya提出的WBRIP算法相比,具有相同的抗能量攻击能力,但在计算开销与存储开销上均优于WBRIP方法。

基于椭圆曲线密码系统的组合公钥技术

提出了一种基于椭圆曲线密码系统的组合公钥技术。组合公钥技术将一定数量的私钥因子和公钥因子组成私钥因子矩阵和公钥因子矩阵,并通过映射算法和组合因子矩阵分别计算出用户的公钥和私钥,试图解决大型专用网中大规模密钥管理的难题。