● 摘要
ECC（椭圆曲线密码系统）是基于椭圆曲线离散对数难解问题基础上的公钥密码系统。与传统的公钥密码方案相比ECC具备许多优势，比如更低的功耗和带宽要求，更小的存储需求，更高的运算速度和安全性[19]，是目前每比特安全性最高的公钥密码系统，被NIST（美国国家标准技术研究院）等国际标准化组织采纳，成为新的公钥密码标准。ECC硬件实现，相对软件实现，它的最大优点是“速度快”和“安全性高”。本设计实现的ECC基于二进制域上的非超奇异椭圆曲线，曲线参数固定，采用正规基表示有限域中的元素。本文采用自顶向下的数字集成电路设计方法和流程。从系统设计入手，在顶层进行功能划分和结构设计，底层模块采用Verilog HDL硬件描述语言设计实现。考虑到复用设计资源，节省电路面积，求逆运算可以转化为平方和乘法来实现。同时采用射影坐标系表示有限域上的元素，实现点乘只需一次求逆，因而只需要在现有的底层模块基础上，设计平方和乘法的控制电路来实现求逆，而不必设计专用的求逆运算模块。之后在Modelsim 5.8c软件平台进行功能仿真，在SynopsysDC平台上使用TSMC 0.35um工艺库进行逻辑综合生成具体门电路的网表得出面积、延时和功耗的报告。在本文的最后对系统设计、仿真结果及存在的问题进行了总结，并展望了ECC系统未来的发展方向。