Edwards曲线快速标量乘算法的改进与FPGA实现

作者：高献伟; 明娇娇; 张磊; 董秀则; 张青川

来源：北京电子科技学院学报, 2020, 28(01): 1-12.

• 标量乘法
• 椭圆曲线密码
• Edwards曲线
• 现场可编程门阵列
• 可移植性

针对Edwards曲线上标量乘法的运算效率问题,提出一种安全快速的标量乘算法。首先,详细地介绍了Edwards曲线的基本内容,引入了一种安全快速的标量乘算法EDSM(scalar multiplication on Edwards curve)。其次,为了减少标量乘法的运算量,对EDSM算法进行了改进。改进方案将标量k表示成四进制形式,根据k的表示设计出四进制形式的标量乘算法,经过理论分析和计算表明,改进后的EDSM算法的运算效率优于EDSM算法,标量乘法的计算速度提高了10%左右。最后,结合现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)并行计算的特点,在Xilinx Virtex5系列的XC5VLX20T芯片中运行结果表明,完成一次256位标量乘法仅需0.37ms。和高基Montgomery模乘流水化阵列结构相比,标量乘的运算速度提高了50%,而且运算中并没有使用器件内部的专用乘法器,所以具有良好的可移植性。

• 单位
  北京工商大学; 北京电子科技学院