分割式Montgomery模乘运算的线性高基心动阵列新结构

本文基于提高并行性、加速模乘的思想，利用分割操作数的方法，提出了分割式Montgomery模乘算法（PMMM），并且基于C．D.Walter发明的心动阵列结构，提出了新的线性高基心动阵列模乘结构，较好地实现了PMMM。对于基r（r=2^w）的n位模乘运算，Walter使用（n＋1）（n＋2）个PF来实现Montgomery模乘，我们用n＋2个PE实现Montgomery模乘，最大并行性为Walter的2倍。将此结构应用于模幂运算，仅需一次预计算便可使得非平方模乘的输入输出延迟为walter中的1/2，且平方模乘延迟与其相当，从而提高了模幂的运算速度。当然，考虑到对速度和硬件资源的不同需求，我们也给出了使用n/2＋1个PE来计算模乘、模幂的实现算法，并做出了相应的数据分析。

Montgomery算法在大数模幂运算中的改进

针对Montgomery算法中模乘模块的FIPS模式进行改进,将平方的简化算法与FIPS模式的算法相结合,在运用Montgomery算法计算模平方时降低了乘法运算次数,有效地提高了大数模幂运算的效率.

基于模运算的二维码信息隐藏算法

由于二维码具有公开性质,任何人都可以解码获取其中的信息,有隐私泄露的风险。为了二维码传输过程中的安全问题,提出了一种基于模运算的二维码信息隐藏算法。该算法充分利用模运算的计算特性,将秘密信息巧妙地隐藏在二维码的填充码字中。生成的二维码毫不起眼,巧妙地减弱了攻击者的窥探欲望,从而保护了用户的隐私。实验结果表明,该算法生成的二维码具备较强的鲁棒性和较高的安全性。

基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案

针对在较大数据量传递的场景中使用可逆信息隐藏(RDH)保护数据时嵌入效率和抗检测能力较低的问题,提出一种基于二维模运算的高效率可逆信息隐藏方案。首先通过模运算较小的修改像素值嵌入较大的信息量,再结合增强的进制转换系统增加嵌入位数,最后使用折半法结合双图像赋予可逆性。在USC-SIPI标准图像库上进行的仿真实验结果表明,在嵌入高达100万比特秘密信息时,所提方案的隐写图像的峰值信噪比(PSNR)值保持在40 dB左右,且该隐写图像可有效抵抗RS(Regular Singular)隐写分析、像素差直方图(PDH)隐写分析和位平面隐写分析的静态攻击。因此,所提方案有效提高了对原始图像的嵌入效率,同时具有良好的抗检测能力。

一种适用于FPGA实现的Montgomery模乘设计方法

密码技术是保障信息安全的核心技术,其中公钥密码得到了广泛应用,其基本运算中的乘法运算是最耗时、最关键的运算,设计高效的乘法器对公钥密码的有效实现具有重要意义。为提高公钥密码的计算速率,设计了一种高效且适合于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内并行计算、多核调用的Montgomery模乘设计方法,该方法通过预计算的方式减少一次模乘计算耗用的时间,通过查表替代实时计算的方式减少对FPGA内部逻辑资源的占用,详细介绍了所研究、设计的内容及方法的思想、原理和工程实现结果,并从FPGA的资源和速度2个方面与其他文献进行了对比分析,给出了对工作的总结和未来应用展望。

Montgomery模幂运算的一种改进方案

在RSA算法中,大数模幂运算的核心是大数模乘运算。本文在传统的Montgomery算法的基础上,利用快速大整数平方运算,提出了Montgomery算法的一种改进方案,有效缩短了大数模幂运算的时间,从而提高了RSA算法的加解密速度。

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。

闽南传统民居大木架参数化和运算化HBIM建模方法

针对目前闽南传统民居保护工作中图纸绘制速度慢、数据共享性差等问题,提出一套基于历史建筑信息模型(HBIM)技术流程的参数化和运算化建模方法.首先,运用Revit应用程序开发接口,驱动模型的运算化生成;然后,结合WPF用户界面框架,实现模型的交互式生成;最后,基于WebGL技术,构建闽南民居云端展示平台,实现“互联网+古建筑”.为验证方法的有效性,选取典型案例进行方法实践.结果表明,该方法能准确高效地以数字化形式保存传统民居建筑的各类信息,同时可大大提高传统民居建筑逆向建模的速度与精度,为闽南乃至整个福建省的传统民居建筑信息化、数字化保护提供技术支撑.

SM2高速双域Montgomery模乘的硬件设计

作为由国家密码管理局公布的SM2椭圆曲线公钥密码算法的核心运算,模乘的实现好坏直接决定着整个密码芯片性能的优劣.Montgomery模乘算法是目前最高效也是应用最为广泛的一种模乘算法.本文基于Montgomery模乘算法,设计了一种高速,且支持双域(GF(p)素数域和GF(2m)二进制域)的Montgomery模乘器.提出了新的实现结构,以及一种新型的Wallace树乘法单元.通过对模块合理的安排和复用,本设计极大的缩小了时间消耗与硬件需求,节省了大量的资源.实现256位双域模乘仅需0.34μs.

基于模运算的数字水印算法

提出了一种基于模运算的数字水印算法 .该算法具有很好的性能 :(1)水印隐藏的效果好 ,凭借人类的视觉系统无法看出与原图像的差别 ;(2 )可以有效的抵抗 JPEG等压缩编码的破坏 ;(3)可以依靠部分图像检测水印 ,在图像受到损坏的情况下 ,仍可以检测到水印信息 ;(4 )检测水印时受到口令的限制 ,不知道口令的人无法正确恢复水印 ;(5 )检测水印时不需要原始图像 .

一种改进的Montgomery模乘快速算法

利用Karatsuba-Ofman算法的思想,改进了Montgomery模乘的CIOS实现算法:一方面,改进后的CIOS算法在时间效率上有较大提高,减少的乘法次数比率接近25%;另一方面,改进后的算法具有更好的并行性,能够实现两个乘法器的并行结构,适合于设计高速的RSA密码专用芯片。

一种适用于多种公钥密码算法的模运算处理器

文章设计了一种能够实现多种公钥密码算法(如RSA、ECC、DSA等)的协处理器。通过分析几种常用的公钥密码算法,归纳了一组最常用的基本模运算指令。基于基本指令,设计优化了处理器硬件结构。用微代码循环调用执行这些基本指令,实现其他各种模运算指令。基于这些模运算指令,处理器可实现多种公钥密码算法的运算。该处理器支持从106位到2 048位多种长度的模运算。采用流水线结构设计,处理速度较快。处理器占用芯片面积小,核心电路等效门数约为26 000门,适用于智能卡等对芯片面积有严格限制的应用。

模为合数时多值模代数的模减与模除运算

本文提出并分析了模为合数时多值逻辑中模加与模乘运算的逆运算──模减与模除运算．它的引入使模减、模除运算的基数（模）的取值域从素数扩展到合数，从而完善了对模代数中的模减、模除运算的研究．

基于超混沌映射和加法模运算的图像保密通信方案

提出了一种基于Clifford超混沌映射的图像加密方案,发送方利用Clifford映射快速地产生混沌序列,对图像在时域作加密预处理;然后通过简单的加法模运算对像素的灰度值进行替换与扩散,并且在每次迭代中采用不同的密钥。经通信双方同步之后,接收方即可解密出原始图像。实验结果表明本方案是可行的,并对系统密钥空间、密钥敏感性等密码学特性进行了分析。

基于改进Montgomery模乘算法的RSA加密处理器的实现

在Montgomery模乘算法改进的基础上,提出了一种实现Montgomery模乘算法的结构,该结构只需使用一个CSA(carrysaveadder)加法器.与目前使用两个CSA加法器的模乘算法相比,所提出的算法加快了RSA加密处理器的实现,并提高了整个加密系统的时间效率.

基于FPGA的Montgomery模乘器的高效实现

为了提高椭圆曲线密码处理器的模乘速度,提出了一种更有效且更适合硬件实现的Montgomery算法。改进的算法分析了基于CSA加法器的Montgomery模乘算法,提出了多步CSA加法器的Montgomery算法,该算法能够在一个时钟内做多次CSA迭代运算,可以有效地降低时钟个数,进而提高模乘速度。通过ModelSim仿真工具仿真,正确完成一次256位的Montgomery模乘运算只需要16个时钟周期。在Altera EP3SL200F1517C2 FPGA中的运行结果表明,71.5 MHz的时钟频率下,完成一次256位的模乘运算仅需要0.22μs。

Montgomery模乘算法的改进及其应用

Montgomery算法是目前最适合于通用处理器软件实现的大整数模乘算法。1996年,Koc总结了该算法的五种实现方法:SOS、CIOS、FIOS、FIPS和CIHS,并指出CIOS方法综合性能较优。首先深入分析了FIOS实现方法,并通过消除进位传递和减少循环控制等手段,提出了一种改进方法IFIOS。然后将该方法应用于模幂计算,给出了基于滑动窗口技术的Montgomery模幂算法。最后理论分析和实验结果表明,该改进将FIOS的执行速度提高了约54%,与目前常用的CIOS方法相比,亦有较大的优势。

一种基于模运算的数字水印隐藏算法

数字水印技术是进行数字产品版权保护的一种手段 .本文提出了一种基于模运算的数字水印隐藏方法 ,该方法具有以下性能 :①水印的隐藏效果较好 ;②在水印的嵌入和提取过程中需个人的密钥 ,因此不知该密钥的用户无法正确恢复水印 ;③在计算嵌入水印的位置时 ,采用了具有不可逆性质的方法 ,因而非法用户无法获得水印的嵌入位置 ;④水印的提取无需原始图像 ;⑤可以抵抗LSB进攻、BIT COMPLEMENT[4 ] 进攻和剪切进攻 .

基于模运算与混沌映射的图像加密算法的研究

文章首次提出了一种新的模运算映射用于图像位置置乱的方法,并利用混沌映射系统具有初值敏感性,参数敏感性,遍历性和类随机性的特点,设计了一种基于模运算映射与Logistic混沌映射相结合的图像加密算法,该图像加密方案具有密钥空间巨大,计算时间短的特点。

布尔运算算法研究及其在地质体建模中的应用

针对三维复杂地质体建模中存在的问题,提出了布尔运算算法。算法的实现采用四步法,即通过测试、求交、剖分和标记实现了区域划分,选择不同标记的三角面片即可得到不同的布尔运算结果。为解决数值计算误差对运算结果的影响,算法在求交运算前先进行逻辑判断,对共面求交的特殊情况进行处理。该方法已应用到蓝光矿山数字化平台系统中,能够实现任意复杂地质体的建模。