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摘 要

随着现今计算机的运算速度的飞速提高，以及数据信息的大量增加，保密信息的重要性越来越重要。传统的公钥密码体质RSA等已经不能满足当代对信息安全的保密性，在这种情况下，椭圆曲线密码（ECC）应运而生。相比于传统的密码体质，椭圆曲线密码（ECC）的密钥长度短，占用的储存量小，以及对带宽的要求低都是ECC优势的体现。椭圆曲线已经被许多国际的机构所认可，它已经被当作标准化文件向世界宣传。这是ECC成为当代最通用的公钥密码系统的趋势，它将取代传统的密码系统成为这一行业的龙头。本文先介绍了本课题的研究背景、国内外研究现状、发展动态以及椭圆曲线密码技术的历史与现状。第二介绍了 ECC 的数学基础，对有限域上椭圆曲线点的运算规则进行了详细描述。第三设计了一种基于二进制的椭圆曲线加解密算法的设计系统，该条椭圆曲线为163bit椭圆曲线。设计分四个模块，分别是协议顶层模块、点乘模块、点加倍点模块和底层模块。然后进行数据仿真，通过仿真结果进行分析。最后，作者对这段时间的毕业设计进行了总结，并对以后的学习与生活进行了展望。

关键词：信息安全；椭圆曲线；椭圆曲线加密系统（ECC）

Design GF (2 ^ 163) ECC encryption system based on

Abstract

With the rapid increase of the operation speed of today"s computer, and a massive increase in data information, the importance of the confidential information is becoming more and more important. Traditional public key cryptosystem, constitution of the RSA has been unable to meet the contemporary of safety information confidentiality, in this case, the elliptic curve cryptography (ECC) arises at the historic moment. Compared to the traditional password constitution, elliptic curve cryptography (ECC) short key length, small occupation of storage capacity, and the bandwidth requirements low reflects the advantage of ECC. The elliptic curve has been recognized by many international organizations, it has been used as standard documents to the world propaganda. The ECC has become the trend of contemporary the most common public key cryptosystem, it will replace the traditional password system to become the leader of the industry. At first, this paper introduces the topic research background, domestic and foreign research present situation, development trend and elliptic curve cryptography, history and current situation of. The second introduces the mathematical foundation of ECC, on the elliptic curve over finite field operation rules were described in detail. Third design a binary elliptic curve encryption and decryption algorithm based design system, the elliptic curve 163bit of elliptic curve. The design is divided into four modules, respectively is the top-level module, protocol module, double point multiplication module and the bottom module. The data is then analyzed by simulation, simulation results. Finally, the graduation design of this period of time the author summarized, and the study and life in the future is prospected.

Keywords: information security; elliptic curve; elliptic curve encryption system (ECC)

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 ECC研究背景 1

1.2国内外现状 1

1.3本论文的预期工作 1

1.4本论文的组织结构 2

第二章ECC的介绍 3

2.1椭圆曲线的介绍和基础知识 3

2.2 点乘 3

2.3 有限域 3

2.4 算术二进制扩域 4

2.5二进制扩展域的新算法 5

2.6 ECC运算层次 5

2.6 设计软件和运用工具 6

2.6.1 仿真工具 6

2.6.2 综合工具 6

2.6.3 语言环境 6

2.6.4 芯片介绍 7

第三章 各个模块的设计及仿真结果 7

3.1 模块划分与功能定义 7

3.1.1协议顶层 8

3.1.2点乘 8

3.1.3 点加倍点 8

3.2 仿真结果 8

3.2.1 运算模块的仿真配置和运行环境 8

3.2.2模加模块的仿真 8

3.2.3 模乘模块的仿真 9

3.2.4 模平方模块的仿真 9

3.2.5 模逆模块的仿真 9

3.2.6加解密模块的仿真 9

3.2.7 结果分析 10

第四章 版图设计 10

4.1 DC综合 10

4.2 Astro 布局布线 12

第五章 结论与展望 14

致 谢 16

参考文献 17

第一章 引 言

1.1 ECC研究背景

智能卡的发挥在今天的公开密钥基础设施中有着重要的作用，它作为一个密钥生成器和用以贮存的密钥和证书。基于处理器的智能卡实际上是一种完成“计算机在你的手中”与嵌入式处理器内核，内存，非易失性存储器，合并成在一张卡上的操作系统。高端智能卡提供执行公钥加密的能力算法在一个专用协处理器。关键的一点是，所有的计算需要秘密键（如代数字签名和数据加密的）已被卡执行使秘密密钥绝不被揭示。换句话说，智能卡可以用于分离安全关键从系统的其他部分的计算没有必要知道。

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