灵活可配的大数运算架构设计分析.docx

浙江大学研究生学位论文独创性声明 删
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名:赵千兰签字日期: 29,中年3月,于日
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学位论文作者签名:赵开互 翩躲僦声
签字日期:z口仟年3月仟日
浙江大学硕士学位论文 致谢
致谢
在本文撰写过程和实验过程中,除了我个人查阅文献、学****研究和动手实践外,我也得到了很多人的帮助和指导。正是由于凝聚了他们的心血,实验才得以顺利进行,本文才得以与大家见面。在此,我要对他们表示由衷的感谢。
首先,我要感谢浙江大学。浙江大学拥有海量的图书资源,在这里我可以很方便的查阅我所需要的文献资料,为我的学****研究奠定了良好的基础。
其次,我要感谢杭州中天微系统有限公司。中天微系统有限公司给我提供了完善的实践平台,在这里我的学****成果可以得到实践的检验,在这里我完成了本文的所有实验,为本文的撰写提供了实践基础。
特别要感谢我的指导老师黄凯、张培勇、马德。他们在学术上有很高的造诣, 在我实验的过程中提供了宝贵的指导意见,为本文的组织架构提出了具有建设性的建议,保证了本文简洁、清晰地呈现在大家面前。此外,在与他们两年的相处中,我被他们兢兢业业、一丝不苟、精益求精的工作精神所感染,在今后的人生道路上我必将以他们为楷模,认认真真做人,踏踏实实做事。
此外,非常感谢李越、李彦哲、熊东亮和胡腾等人在本文的实验中所付出的努力。李越在RSA一层硬件三层软件模式实验中发挥了重要作用,李彦哲在DSP 协处理器使用方面提供了很多帮助,熊东亮和胡腾在软件方面提供了不少经验。他们的努力大大加速了实验进度。
感谢杭州中天微系统有限公司的冯炯和余憨师兄。他们都有丰富的实践经验,在本文的实验和撰写过程中我都有向他们请教,感谢他们无私的指导和帮助。
最后,我要对一直在背后默默支持我的家人和朋友表示深深的感谢。
赵开兰 2014年1月于杭州
浙江大学硕士学位论文 致谢
摘要
现有基于大数运算的加密技术由于运算量庞大而使得加密速度缓慢,设计硬件加速器是解决该问题的主要方法。但现有的加速器架构可配性低,不够灵活。为了解决加速器硬件架构的灵活性问题,本文提出了一种新的层次化硬件架构, 该架构可配度更高,加速效果更优,且采用资源复用技术减少了硬件资源开销。该架构包含四层:应用层、功能层、辅助运算层和硬件资源层。四层均可选择用硬件实现还是软件实现,若采用硬件实现,各层内的每个功能模块均可选择实现该功能或不实现该功能(功能块选择可配)。根据各层的实现方式不同该架构可配置为四种不同的实现模式:1层(硬件资源层)硬件实现和3层(应用层、功能层和辅助运算层)软件实现,即一层硬件三层软件模式;2层(辅助运算层和硬件资源层)硬件实现和2层(应用层和功能层)软件实现,即二层硬件二层软件模式;3层(功能层、辅助运算层和硬件资源层)硬件实现,1层(应用层) 软件实现,即三层硬件一层软件模式;四层全部硬件模式。本文分别以一层硬件
三层软件模式和三层硬件一层软件模式进行了实验,以证明该架构的优越性。 5 mill2,却可以同时用
的实现中。在60MHZ的工作频率下以四块DSP并行处理可以对RSA 加速24倍,1 s可加密两次,而且模长越长加密性能越好。三层硬件一层软件模式实验采用资源复用技术以14%的额外硬件资源开销实现了在模频繁变化的环境下两倍于文献【8]的加密速度。
实验结果显示本文所提出的大数运算硬件架构硬件资源开销小,运算速度快,不仅加密长度可配,而且实现模式可配,即使同一层内亦支持功能块选择可配。大大拓宽了其应用范围,缩短了开发周期。关键词:大数运算;RSA;ECC;灵活可配;加速;层次化;资源复用
II
浙江大学硕士学位论文致谢
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