rcj1998
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有谁知道ecc的国内外研究现状

楼主#
更多 发布于:2004-03-26 11:04
特别是在硬件方面,应用ecc的硬件芯片可以做到多快呀!
iamchine
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沙发#
发布于:2004-04-20 23:51
在实用基础上追求快才有用,光快吹吹/骗骗国家的钱还行。
且ECC软硬件实现速度差别不像RSA那么大。
green_pine
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板凳#
发布于:2004-04-21 08:18
2000次以上,硬件
iamchine
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地板#
发布于:2004-04-21 08:32
Green_Pine指的是SSX16吗?不过我觉得它很多值还是理论推算出来的,正式片子出来了吗?60mm^2的面积功率<1W?



  
天芯一号高速ECC/RSA算法芯片简介



   国际、国内ECC/RSA密码算法芯片发展现状

    随着我国国民经济信息化的飞速发展,特别是伴随着电子商务、电子政务、金融电子化进程的不断深入,信息的安全问题日益突出,信息安全作为“海、陆、空”之外的“第四国防”,已经被我国政府提高到国家战略发展的层次上,同时也已经得到社会各个方面的广泛关注。

    信息安全主要是利用密码技术来保证信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性。密码技术,特别是公钥密码技术RSA或椭圆曲线(ECC)算法的芯片级实现,代表着一个国家在信息安全领域的水平。为此,各个国家都投入了大量的人力、物力进行这方面的研究。目前,国际上美国、加拿大和欧洲一些国家的公钥密码算法芯片处于领先地位,世界上最先进的RSA密码算法芯片1024位RSA运算速度可以达到每秒几千次以上。

    根据信息产业部电子科技情报研究所对本课题的查新结果,国外文献中只有美国和日本两家单位的1024位RSA运算速度超过每秒2000次以上,其余均在几百次或几十次之间。国内单位的1024位RSA运算速度指标多数在每秒几次,只有中兴集成电路的SSX04的运算速度达到了每秒十次以上(66次/秒)。如下表:

  国外同类产品技术指标:  
文献号  来源  技术指标  1024位RSA加/解密速度(换算)  
文献4  IBM日本公司  1024位RSA加密的情况下,以27微秒的速度进行处理,芯片仅用210微秒就可进行密码计算  4761次/秒  
文献5  South Korea  RSA密码算法芯片,在100MHz的条件下处理可超过50kbps  50次/秒  
文献6  Taiwan  在150MHz下,运行速度为328~578Kb/s  578次/秒  
文献7  USA  1024bit RSA解码可以3.1ms速度运算  323次/秒  
文献8  Koc, C.K.; Paar, C  其RSA加解密芯片在1024位的运算速度为560kbit/s  560次/秒  
文献9  中村次男  RSA公开密钥保密系统在143MHz时钟频率下,运行速度为278kbit/s  278次/秒  
文献19  Cavim Networks Inc  CN1010芯片1024位运算速度为7000次/秒  7000次/秒  
文献20  Secure High Speed Communication  RSA加/解密芯片速度达到200kbits/sec  200次/秒  
文献21  SCC102L  在1024位运算速度为22kbits/sec  22次/秒  
文献22  Hifn 6500 Public Key Processor  6500 IKE 在RSA公钥速度为117coon./sec  117次/秒  
 


    我国公钥密码算法芯片的研究状况近年来有一定进展。目前已经有几款密码算法芯片研制成功,其中中兴集成电路设计中心推出的模幂乘密码算法协处理器,其1024比特的模幂运算达到每秒66次,代表国内目前最高水平。但总体技术水平与先进国家相比还有一定差距。具体情况如下:  
文献号  来源  技术指标  1024位RSA加/解密速度(换算)  
文献1  清华微电子 周宏华  可在374ms完成1024位RSA计算  2.7次/秒  
文献2  清华微电子 李树国  加密1024bit的数据模幂运算平均时间为342ms  2.9次/秒  
文献3  清华微电子 陈弘毅  (256位RSA)数据运算速度为117kbps  117次/秒(256位RSA)  
文献17  中兴集成电路  SSX04模幂乘密码算法协处理器,在1024位时的运算速度为66次/秒  66次/秒  
 


    正是由于我国在此方面的差距,导致在我国在信息安全的高端产品大量采用国外的密码算法芯片,导致系统的安全性存在较大隐患。为了减小与国外的差距,国家科技部在863计划中提出了:力争到2005年,中国能设计和实现具有中国独立知识产权的,1024位RSA处理速度达到2000次/秒的ECC/RSA算法芯片。  


   天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片技术指标
    “天芯一号高速RSA密码算法芯片”项目的研制目标是开发高速RSA密码算法芯片并实现产业化,技术指标为:1024位RSA算法的加/解密速度超过每秒2000次。本项目在高端芯片设计技术上有重大创新和突破,拥有完全自主知识产权。产品填补国内空白,达到国内领先、国际先进水平。项目已获国家密码管理委员会办公室立项,授权名称为“SSX16密码算法芯片”。产品完全替代进口,有良好的市场保证。在国家信息安全领域具有广泛的应用前景。
    考虑到设计成本和国内加工能力,天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片基于国内可以大规模生产的0.25um工艺进行设计。其主要技术指标如下:  
项 目  指 标  
160位ECC运算速度  2000次/秒  
1024位RSA运算速度  2000次/秒  
片内微处理器  32位DSP  
片内微处理器工作频率  200M  
制造工艺  0.25umCMOS  
芯片面积  60mm2  
工作电压  2.5v~5.5v  
功耗  <1.0w  
 


    信息产业部电子科技情报研究所的查新报告结论认为:“北京天一集成科技有限公司开发的‘高速RSA密码算法芯片’,基于0.25um芯片加工工艺进行设计, 1024位RSA运算速度为2000次/秒。在本次检索中,未发现国内有技术指标优于本课题的文献报道。本课题技术指标具有创新性。”

    国内0.18um工艺预计也将在短期内实现,如采用该工艺进行设计,芯片的运算速度将会大幅提高。届时我公司将适时推出天芯二号芯片高速ECC/RSA密码算法芯片,该芯片将利用0.18um工艺进行设计,其运算速度初步估计为:  
项 目  指 标  
160位ECC  加解密8000次/秒  
1024位RSA  加解密8000次/秒  
 


     天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片技术实现

    1、高速ECC/RSA密码算法芯片的实现难点

    根据RSA算法公式不难推出:用1024位的RSA对信息进行一次加密/解密运算,需要完成1024位的乘法1500次。也就是说,如果1024位RSA的算法芯片要达到2000次/秒的指标,需要每秒钟完成约2G次的1024位的加法。而以目前通用的主频为2G的32位CPU来计算,其每秒钟仅能完成32位的加法2G次。可见,高速ECC/RSA密码算法芯片的实现难点在于:如何高速完成1024位的乘法。显然,仅仅简单的利用并行处理技术是不可能实现的。

    2、天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片的技术路线

    高速RSA密码算法芯片的关键技术是实现1024位超长字宽数据的快速模乘与模幂运算,本项目利用了本公司32位DSP和RSA算法加速器设计方面的多项技术成果,使得天芯一号高速RSA密码算法芯片实现了RSA加/解密运算2000次/秒的突破。其综合指标居国内领先、国际先进的水平。

    在体系结构上,采用了基于1024位超长字宽数据运算、存储、交换技术,并配合流水线并行计算技术,与基于32位或64位字宽的数据运算技术相比,大大地提高了运算速度。

    在设计方法上,使用了全定制、多相时钟、动态锁存结构的设计手段,减小芯片面积、降低功耗、提高运算速度。

    在算法数学处理方面,采用滑动窗优化编码快速4位模幂乘和蒙哥马利快速8位模乘计算技术,有效降低了运算复杂度,提高运算效率。

    在芯片功能设计方面,将32位DSP、RSA模幂乘加速器、任务缓冲器、真随机数发生器、I/O缓冲器等多种功能模块集成在一起,构成完整的SOC系统。芯片以协议方式接受指令,完成产生真随机数,产生RSA密钥,计算模乘、模逆、模幂乘,实现RSA密码运算。芯片功能完善,使用方便。

    3、天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片的关键创新技术

    天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片采用了以下关键创新技术:
       ■滑动窗优化编码快速4位模幂乘计算技术
       ■蒙哥马利算法8位快速模乘计算技术
       ■多相时钟动态Latch结构设计方法
       ■流水线并行计算技术
       ■1024位超长字宽运算技术
       ■32位分组斜进位快速加法实现技术
       ■提前进位链的CMOS逻辑化简技术
       ■全定制手工版图设计技术

    正是由于我们利用32位DSP和ECC/RSA算法加速器设计方面的多项技术成果,才使得天芯一号高速ECC/RSA密码算法芯片实现了ECC/RSA运算2000次/秒的突破。

                                                                               上一项  下一项  
 
 
 
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green_pine
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地下室#
发布于:2004-04-21 11:46
不是,是清华微电子所的片子
iamchine
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5楼#
发布于:2004-04-21 14:01
我还看过天融信超弦系列的宣传,感觉它们技术体系架构差不多。
还是那句话,技术实现不是难事,关键是否适用?产业化的问题。
成本,功耗能否下来?拭目以待吧。
js123
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6楼#
发布于:2004-08-15 21:42
恩,他的ECC是用的GF(P)还是GF(2^M)?
Sweery
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7楼#
发布于:2004-09-22 19:37
文献19 Cavim Networks Inc CN1010芯片1024位运算速度为7000次/秒 7000次/秒
已经有更快的了,又快了一倍,到15000次,据说,和intel有关
SweetJerry
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