一種適用于rfid安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，所述協(xié)處理器包括寄存器陣列、模算術(shù)邏輯單元和ECC協(xié)處理器指令控制器，所述寄存器陣列用于存儲橢圓曲線加密計算過程中的橢圓曲線參數(shù)、私鑰、計算過程數(shù)據(jù)以及計算結(jié)果；所述模算術(shù)邏輯單元包括加法電路、乘法電路、平方電路、控制單元和寄存器T，用于完成加法、乘法、平方運算；所述ECC協(xié)處理器指令控制器用于對所述模算數(shù)邏輯單元發(fā)送加法、乘法、平方和移動指令，接收模算術(shù)邏輯單元計算得到的結(jié)果，并根據(jù)所述結(jié)果進(jìn)行點加倍點計算以完成橢圓曲線點乘計算。本發(fā)明的橢圓曲線加密協(xié)處理器具有面積小、低功耗和高安全性的特點，適用于RFID標(biāo)簽芯片。
【專利說明】—種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射頻通信安全加密【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別技術(shù)RFID (Radio Frequency Identification)作為物聯(lián)網(wǎng)最重要的組成部分，不僅具有條形碼和二維碼等識別技術(shù)的快速、便捷和低成本性，還具有數(shù)據(jù)存儲容量大、數(shù)據(jù)可重讀寫、高效、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標(biāo)等優(yōu)點，可應(yīng)用于物品的智能化識別、定位、跟蹤、和管理等方面。隨著RFID技術(shù)的深入發(fā)展和推廣，數(shù)據(jù)交互過程的安全性和信息隱私保護(hù)等問題逐漸也引發(fā)了各界的廣泛關(guān)注，并成為目前RFID應(yīng)用中亟待解決的問題。因此在RFID進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時，保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性成為一個必需條件。
[0003]除了機密性、完整性、隱私性、真實性等安全特性外，RFID系統(tǒng)還要求具有便捷的擴展性，能方便地增加標(biāo)簽的數(shù)目，如對于大型圖書館和物流倉庫此類系統(tǒng)，標(biāo)簽數(shù)目可達(dá)到成千上萬。目前大量RFID的應(yīng)用群組采取的均是對稱加密算法機制，私鑰加密算法會有一重大缺點，即密鑰分配問題。而且在安全通信之前，所有使用的讀寫器都必須事先知道密鑰，意味著對于對稱加密系統(tǒng)而言，密鑰管理是一個難以忽視的問題。除此之外，若需要對密鑰做出更新或更換，就需要對整個系統(tǒng)的所有密鑰點進(jìn)行更新，不僅造成使用的不便，安全性也得不到保證。因此，為了保證RFID系統(tǒng)的延展性、可靠性和安全性要求，采用公鑰加密的方案就成為非常有必要的選擇。在RFID中采用公鑰加密系統(tǒng)，讀寫器不需要事先知道標(biāo)簽的私鑰，直接用標(biāo)簽的公共密鑰對信息進(jìn)行加密，而且這些加密后的信息只能被標(biāo)簽的私鑰解密。不僅如此，如果一個標(biāo)簽用它的私鑰對一個消息進(jìn)行簽名的話，則讀寫器可以通過該標(biāo)簽的公鑰進(jìn)行認(rèn)證，這樣就使得整個RFID系統(tǒng)密鑰管理變得簡單而高效，還增加了系統(tǒng)的可擴展性。
[0004]在公鑰算法中，RSA (Rivest Shauir Adleuan)方法的優(yōu)點主要是原理簡單、易于使用。但隨著分解大整數(shù)方法的完善、計算機速度的提高以及計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，作為RSA加解密安全保證的大整數(shù)要求越來越大。為保證RSA使用的安全性，密鑰的位數(shù)不斷增加，目前一般認(rèn)為RSA需要1024位以上的字長才具有安全保障。但密鑰長度的增加導(dǎo)致加解密的速度大大降低，硬件實現(xiàn)也變得越來越復(fù)雜，這給使用RSA的應(yīng)用帶來了極大負(fù)擔(dān)，使其應(yīng)用范圍日益受到制約。
[0005]橢圓曲線加密ECC (Elliptic curve cryptography)算法只需采用較短的密鑰就可以達(dá)到和RSA算法相同的加密強度，它的數(shù)論基礎(chǔ)是有限域上的橢圓曲線離散對數(shù)問題，現(xiàn)在還沒有針對這個難題的亞指數(shù)時間算法，因此，ECC算法具有每比特最高的安全強度。由于RFID讀寫器和標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交互受制于標(biāo)簽的資源限制，這意味著標(biāo)簽不能使用太多的資源來保證RFID讀寫器和標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)安全，標(biāo)簽必須在盡可能小的資源消耗下實現(xiàn)盡可能高的安全性能。除此之外，RFID讀寫器和標(biāo)簽之間的速率也不高，這也限制了標(biāo)簽在實現(xiàn)安全性能上的消耗。因此采用一種運算量小同時能提供高加密強度的公鑰密碼機制對于實現(xiàn)安全應(yīng)用非常關(guān)鍵。
[0006]在國內(nèi)外，有不少學(xué)者進(jìn)行橢圓加密協(xié)處理器的設(shè)計，然而大部分設(shè)計都只是片面的強調(diào)了點乘的計算和實現(xiàn)，而沒有考慮實際的使用環(huán)境和資源需求，如RFID標(biāo)簽芯片中的數(shù)據(jù)傳輸問題，且現(xiàn)有的橢圓機密協(xié)處理芯片面積以及功耗都較大，這在實際的RFID領(lǐng)域并不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于FRID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器,通過改進(jìn)橢圓曲線加密協(xié)處理器的參數(shù)分布、改進(jìn)協(xié)處理器中各運算單元的設(shè)計、實現(xiàn)部分寄存器的復(fù)用，使得該協(xié)處理器具有小面積、低功耗和高安全性的特點，可應(yīng)用于RFID標(biāo)簽芯片中。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，所述協(xié)處理器包括寄存器陣列、模算術(shù)邏輯單元和ECC協(xié)處理器指令控制器；
[0009]所述寄存器陣列用于存儲橢圓曲線加密計算過程中的橢圓曲線方程參數(shù)、私鑰、橢圓曲線計算過程數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，所述曲線方程參數(shù)、私鑰在有橢圓曲線加密計算需求時通過總線從RFID標(biāo)簽系統(tǒng)中的EEPROM加載到寄存器中陣列中；
[0010]所述ECC協(xié)處理器指令控制器用于產(chǎn)生控制指令，將控制指令發(fā)送給模算術(shù)邏輯單元的控制模塊以控制模算術(shù)邏輯單元完成加法、乘法和平方計算，并根據(jù)模算術(shù)邏輯單元中寄存器T存儲的加法、乘法和平方運算結(jié)果進(jìn)行點加、倍點以完成橢圓曲線點乘運算，點乘運算結(jié)果返回至寄存器陣列；所述控制指令包括加法、乘法、平方和移動指令；
[0011]所述模算術(shù)邏輯單元包括加法電路、乘法電路、平方電路、控制單元和寄存器T，所述加法電路由異或陣列構(gòu)成；所述乘法電路由串行乘法器構(gòu)成；所述平方電路由異或陣列構(gòu)成；所述控制單元用于識別ECC協(xié)處理器指令控制器發(fā)送的加法、乘法和平方指令，控制寄存器T獲取寄存器陣列中的橢圓曲線方程參數(shù)和私鑰，并根據(jù)識別的加法、乘法和平方指令控制加法電路、乘法電路、平方電路運用獲取的橢圓曲線方程參數(shù)和私鑰分別進(jìn)行橢圓曲線加法、乘法和平方計算，將加法、乘法、平方計算結(jié)果和乘法計算過程數(shù)據(jù)存儲在寄存器T中；同時根據(jù)識別的移動指令將從總線上加載的數(shù)據(jù)通過寄存器T轉(zhuǎn)存到寄存器陣列中；寄存器T與寄存器陣列構(gòu)成循環(huán)鏈路以進(jìn)行數(shù)據(jù)互換。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述寄存器陣列包括狀態(tài)指令寄存器、常量寄存器k、C、X、y和多個臨時寄存器，所述狀態(tài)指令寄存器用于存儲控制點乘計算的運行狀態(tài)的指令；所述常量寄存器k為循環(huán)移位寄存器，用于存儲橢圓曲線計算過程中所需要的私鑰；所述常量寄存器C用于存儲橢圓曲線方程參數(shù)，所述常量寄存器X和常量寄存器y用于存儲橢圓曲線基點的坐標(biāo)點；所述多個臨時寄存器用于復(fù)用存儲點乘計算過程中的臨時變量，所述多個臨時寄存器通過ECC協(xié)處理器指令控制器發(fā)送的移動指令與寄存器T構(gòu)成循環(huán)鏈路結(jié)構(gòu)。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述平方電路和乘法電路還用于實現(xiàn)橢圓曲線加密計算過程中的求逆運算，并根據(jù)費馬小定理，采用構(gòu)建加法鏈的方法將求逆計算過程中的乘法計算量減少到O(1gm)次，所述m為橢圓曲線加密算法中的密鑰長度。[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述ECC協(xié)處理器指令控制器包括依次連接的計數(shù)器、點乘控制器和功能單元，所述計數(shù)器用于統(tǒng)計寄存器k的循環(huán)次數(shù)，以標(biāo)注點乘的開始和結(jié)束；所述點乘控制器根據(jù)所述狀態(tài)指令寄存器中的指令，以狀態(tài)機的方式向功能單元發(fā)送控制指令；所述功能單元接收所述控制指令控制相應(yīng)子單元工作，功能單元包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備子單元、數(shù)據(jù)互換子單元、點加倍點子單元和返回計算結(jié)果子單元，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備子單元用于根據(jù)Lopez-Dahab投影坐標(biāo)下的Montgomery梯形點乘算法完成直角坐標(biāo)向投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)互換子單元用于將橢圓曲線上兩點的坐標(biāo)進(jìn)行互換；點加倍點子單元用于對互換后的點執(zhí)行點加和倍點計算，點加倍點計算結(jié)束后得到的點乘計算結(jié)果由返回計算結(jié)果子單元返回至寄存器陣列的臨時寄存器中。
[0015]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述協(xié)處理器外部接口通過低位寬總線的方式進(jìn)行外部數(shù)據(jù)交互，寄存器陣列中的數(shù)據(jù)讀寫均以Sbits寬度構(gòu)成的字節(jié)形式進(jìn)行。
[0016]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述加密協(xié)處理器通過Schnorr ’ s身份認(rèn)證協(xié)議與RFID標(biāo)簽系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信。
[0017]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述臨時寄存器個數(shù)為5個。
[0018]因此，本發(fā)明可以獲得以下的有益效果:
[0019]( I)對ECC參量的存放位置做出了合理的安排，橢圓曲線參數(shù)和私有密鑰在未使用時存放在EEPROM中，當(dāng)有ECC計算需求時，才會通過總線加載到寄存器陣列中，并基于此制定了一種精簡的總線模型，簡化了標(biāo)簽數(shù)字部分中數(shù)據(jù)的傳輸；在各運算單元的設(shè)計中，對于乘法運算采用串行乘法器，在保持良好性能的基礎(chǔ)上減小面積，實現(xiàn)少資源、低功耗的應(yīng)用設(shè)計；對于平方運算，本發(fā)明采用專門的平方電路來單獨處理平方運算，讓平方操作在一個單周期內(nèi)完成，以減少系統(tǒng)的計算時間，且通過對寄存器陣列中的寄存器復(fù)用減少了臨時寄存器的使用，降低了系統(tǒng)面積；
[0020](2)本發(fā)明從系統(tǒng)的構(gòu)成上合理安排協(xié)處理器的結(jié)構(gòu)，將相似的單元進(jìn)行分解和整合，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對模算術(shù)邏輯單元的復(fù)用過程，減少了資源消耗；在求逆運算中，本發(fā)明采用構(gòu)建加法鏈的過程將求逆計算過程中的乘法計算量減少到O(1gm)次，減少資源和時間消耗；在點乘運算中采用L0pez-Dahab投影坐標(biāo)下的Montgomery梯形點乘算法,使求逆的次數(shù)大大降低，從而減少計算時間；
[0021](3)本發(fā)明考慮了 RFID安全認(rèn)證協(xié)議，在考慮資源開銷而來限制情況下，采用Schnorr, s身份認(rèn)證協(xié)議，該協(xié)議模型簡單，沒有Hash函數(shù)和消息等額外的計算開銷，而且在離散對數(shù)問題上，還是能有效的抵抗被動攻擊，該算法的模型非常簡單，系統(tǒng)開銷非常小，非常適合于RFID低功耗資源限制的應(yīng)用環(huán)境。
[0022]因此本發(fā)明不僅實現(xiàn)了 ECC算法計算上的優(yōu)化，而且考慮了 RFID實際應(yīng)用中的環(huán)境和資源需求，設(shè)計出一種具有實用價值的適用于RFID安全通信領(lǐng)域的橢圓曲線加密協(xié)處理器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明橢圓曲線加密協(xié)處理器的模算術(shù)邏輯單元結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖3是本發(fā)明模算術(shù)邏輯單元中加法電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明在二進(jìn)制域有限域GF(2163)下的平方電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明在二進(jìn)制域有限域GF(2163)下的單比特模乘電路圖；
[0029]圖6是本發(fā)明一個實施例的橢圓曲線加密協(xié)處理器的寄存器陣列結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7是本發(fā)明橢圓曲線加密協(xié)處理器的ECC協(xié)處理器指令控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖8是本發(fā)明ECC協(xié)處理器指令控制器的點乘控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0032]圖9是本發(fā)明橢圓曲線求逆運算中的電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
【具體實施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0034]本發(fā)明提供一種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，在數(shù)字基帶中以狀態(tài)機實現(xiàn)的方式對橢圓曲線加密協(xié)處理器進(jìn)行控制，以實現(xiàn)RFID系統(tǒng)安全加密的性倉泛。
[0035]RFID標(biāo)簽系統(tǒng)由模擬前端、真隨機數(shù)產(chǎn)生器、EEPROM和數(shù)字基帶構(gòu)成。模擬前端用于完成RFID協(xié)議的物理層實現(xiàn)；真隨機數(shù)產(chǎn)生器用于實現(xiàn)每一次身份認(rèn)證的隨機性，以保證通信的安全性；EEPROM是標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲的介質(zhì)，負(fù)責(zé)存儲身份信息、應(yīng)用數(shù)據(jù)以及與安全相關(guān)的參量，如本發(fā)明RFID安全通信過程中將使用到的私鑰k、基點的坐標(biāo)X、y以及橢圓曲線的系數(shù)等。
[0036]在本發(fā)明中，數(shù)字基帶采用精簡的總線結(jié)構(gòu)，將構(gòu)成數(shù)字基帶的前端處理電路、隨機數(shù)處理單元、RAM塊、系統(tǒng)控制器、EEPROM控制單元和ECC協(xié)處理器連接起來。其中，ECC協(xié)處理器在外部接口上采用了低位寬接口模型，通過該接口模型，RFID的系統(tǒng)控制器能夠方便地對ECC協(xié)處理器的內(nèi)部數(shù)據(jù)和指令進(jìn)行配置和管理，以實現(xiàn)ECC上不同層次的運算加密。
[0037]前端處理電路接收到模擬前端解調(diào)出來的數(shù)據(jù)信號時，對解調(diào)的信號按照相應(yīng)的格式，識別出其中的有效數(shù)據(jù)，并通過總線將有效的數(shù)據(jù)存儲在RAM塊中，當(dāng)整個接收數(shù)據(jù)階段完成，并且判定完成整個數(shù)據(jù)幀是合法的后，根據(jù)相應(yīng)的指令啟動系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器通過總線，指示EEPROM控制單元將存儲在EEPROM中相應(yīng)位置的參數(shù)讀入到ECC協(xié)處理器的參量存儲寄存器中，與此同時，系統(tǒng)控制器啟動隨機數(shù)處理單元，將處理得到的合法的隨機數(shù)通過總線方式寫入到ECC協(xié)處理器中的相關(guān)寄存器當(dāng)中。在完成以上ECC協(xié)處理器參量的初始化準(zhǔn)備工作后，系統(tǒng)控制器通過總線向ECC協(xié)處理器陣列寄存器中的指令寄存器寫入指定數(shù)據(jù)，開啟ECC協(xié)處理器的計算操作，ECC協(xié)處理器完成整個加密計算過程后，立即通知系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器啟動應(yīng)答過程，并通過總線方式將ECC協(xié)處理器中計算出來的加密數(shù)據(jù)通過前端處理電路按照一定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)編碼格式進(jìn)行編碼，并通過模擬前端進(jìn)行調(diào)制，通過磁場耦合返回給RFID讀寫器。
[0038]圖1是本發(fā)明適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。EEC協(xié)處理器主要由三大部分組成，包括相互連接的寄存器陣列101、EEC協(xié)處理器指令控制器102和模算術(shù)邏輯單元(MALU) 103。ECC協(xié)處理器負(fù)責(zé)完成標(biāo)量乘法、求逆等的計算，并通過低位寬總線的方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，涉及的寄存器當(dāng)中的數(shù)據(jù)讀寫均以Sbits寬度構(gòu)成的字節(jié)形式進(jìn)行。同時系統(tǒng)控制器通過向寄存器陣列101中的指令寄存器寫入特定的值來控制ECC協(xié)處理器的啟動和運行，將計算的坐標(biāo)結(jié)果存儲在寄存器陣列中，并在計算結(jié)束的時候向系統(tǒng)控制器發(fā)送指示信號，以便進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。在設(shè)計中，采用Schnorr’s身份認(rèn)證協(xié)議，系統(tǒng)控制器從寄存器陣列中讀出計算過的坐標(biāo)值，并按照一定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)編碼格式進(jìn)行編碼返回。Schnorr’ s身份認(rèn)證協(xié)議模型簡單，沒有Hash函數(shù)和消息等額外的計算開銷，而且在離散對數(shù)問題上，還是能有效的抵抗被動攻擊，該算法的模型非常簡單，系統(tǒng)開銷非常小，非常適合于RFID低功耗資源限制的應(yīng)用環(huán)境。
[0039]本發(fā)明ECC協(xié)處理器的接口信號如表1所示。
[0040]表1ECC協(xié)處理器接口信號列表
【權(quán)利要求】
1.一種適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述協(xié)處理器包括寄存器陣列、模算術(shù)邏輯單元和ECC協(xié)處理器指令控制器； 所述寄存器陣列用于存儲橢圓曲線加密計算過程中的橢圓曲線方程參數(shù)、私鑰、橢圓曲線計算過程數(shù)據(jù)和計算結(jié)果，所述曲線方程參數(shù)、私鑰在有橢圓曲線加密計算需求時通過總線從RFID標(biāo)簽系統(tǒng)中的EEPROM加載到寄存器中陣列中； 所述ECC協(xié)處理器指令控制器用于產(chǎn)生控制指令，將控制指令發(fā)送給模算術(shù)邏輯單元的控制模塊以控制模算術(shù)邏輯單元完成加法、乘法和平方計算，并根據(jù)模算術(shù)邏輯單元中寄存器T存儲的加法、乘法和平方運算結(jié)果進(jìn)行點加、倍點以完成橢圓曲線點乘運算，點乘運算結(jié)果返回至寄存器陣列；所述控制指令包括加法、乘法、平方和移動指令； 所述模算術(shù)邏輯單元包括加法電路、乘法電路、平方電路、控制單元和寄存器T，所述加法電路由異或陣列構(gòu)成；所述乘法電路由串行乘法器構(gòu)成；所述平方電路由異或陣列構(gòu)成；所述控制單元用于識別ECC協(xié)處理器指令控制器發(fā)送的加法、乘法和平方指令，控制寄存器T獲取寄存器陣列中的橢圓曲線方程參數(shù)和私鑰，并根據(jù)識別的加法、乘法和平方指令控制加法電路、乘法電路、平方電路運用獲取的橢圓曲線方程參數(shù)和私鑰分別進(jìn)行橢圓曲線加法、乘法和平方計算，將加法、乘法、平方計算結(jié)果和乘法計算過程數(shù)據(jù)存儲在寄存器T中；同時根據(jù)識別的移動指令將從總線上加載的數(shù)據(jù)通過寄存器T轉(zhuǎn)存到寄存器陣列中；寄存器T與寄存器陣列構(gòu)成循環(huán)鏈路以進(jìn)行數(shù)據(jù)互換。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述寄存器陣列包括狀態(tài)指令寄存器、常量寄存器k、C、X、y和多個臨時寄存器，所述狀態(tài)指令寄存器用于存儲 控制點乘計算的運行狀態(tài)的指令；所述常量寄存器k為循環(huán)移位寄存器，用于存儲橢圓曲線計算過程中所需要的私鑰；所述常量寄存器c用于存儲橢圓曲線方程參數(shù)，所述常量寄存器X和常量寄存器y用于存儲橢圓曲線基點的坐標(biāo)點；所述多個臨時寄存器用于復(fù)用存儲點乘計算過程中的臨時變量，所述多個臨時寄存器通過ECC協(xié)處理器指令控制器發(fā)送的移動指令與寄存器T構(gòu)成循環(huán)鏈路結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述平方電路和乘法電路還用于實現(xiàn)橢圓曲線加密計算過程中的求逆運算，并根據(jù)費馬小定理，采用構(gòu)建加法鏈的方法將求逆計算過程中的乘法計算量減少到O(1gm)次，所述m為橢圓曲線加密算法中的密鑰長度。
4.如權(quán)利要求2或3所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述ECC協(xié)處理器指令控制器包括依次連接的計數(shù)器、點乘控制器和功能單元，所述計數(shù)器用于統(tǒng)計寄存器k的循環(huán)次數(shù)，以標(biāo)注點乘的開始和結(jié)束；所述點乘控制器根據(jù)所述狀態(tài)指令寄存器中的指令，以狀態(tài)機的方式向功能單元發(fā)送控制指令；所述功能單元接收所述控制指令控制相應(yīng)子單元工作,功能單元包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備子單元、數(shù)據(jù)互換子單元、點加倍點子單元和返回計算結(jié)果子單元，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備子單元用于根據(jù)L0pez-Dahab投影坐標(biāo)下的Montgomery梯形點乘算法完成直角坐標(biāo)向投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)互換子單元用于將橢圓曲線上兩點的坐標(biāo)進(jìn)行互換；點加倍點子單元用于對互換后的點執(zhí)行點加和倍點計算，點加倍點計算結(jié)束后得到的點乘計算結(jié)果由返回計算結(jié)果子單元返回至寄存器陣列的臨時寄存器中。
5.如權(quán)利要求1或2所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述協(xié)處理器外部接口通過低位寬總線的方式進(jìn)行外部數(shù)據(jù)交互，寄存器陣列中的數(shù)據(jù)讀寫均以Sbits寬度構(gòu)成的字節(jié)形式進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1或2所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述加密協(xié)處理器通過Schnorr’ s身份認(rèn)證協(xié)議與RFID標(biāo)簽系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信。
7.如權(quán)利要求2所述的適用于RFID安全通信的橢圓曲線加密協(xié)處理器，其特征在于，所述臨時寄存器個數(shù)為5個。
【文檔編號】G06K19/077GK103903047SQ201410119582
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】劉冬生, 林煥, 劉胤, 鄒雪城, 劉子龍, 雍振強, 程劍 申請人:華中科技大學(xué)