System-Level RSA Encryption Design with System C & Montgomery Mu...

本文主要探讨了RSA加密算法的研究以及在系统级别上的实现，以支持大规模片上系统（SoC）的设计。作者是管伊春，指导教师为严利民，研究领域为微电子学与固体电子学，该作品是上海大学2006年2月的硕士学位论文。 论文首先深入分析了RSA加密算法的加解密原理，利用System C这种系统级设计语言来进行建模。System C的设计方法和流程被应用于RSA算法，尤其是其核心的模乘运算，这是一个关键步骤，它涉及到大素数的生成、密钥指数对的构造以及模幂运算的硬件实现。通过Visual C++ 6.0进行编译，采用Modelsim 6.0进行仿真，以验证模型的正确性。 作者在算法实现过程中优化了大素数的生成过程，采用了小于1023的小素数“筛值”技术结合Miller-Rabin素数检测，显著提高了素数生成的效率。此外，论文还提出了乘法逆元的实现方法，使得模和幂指数变得灵活，从而适用于不同位数（如512位、1024位和2048位）的RSA算法，增强了算法的通用性。 在系统级模型验证无误后，论文重点转向了模乘模块的硬件实现，采用改进的Montgomery模乘算法，通过分解乘法和加法结构，并引入寄存器，有效地减少了硬件资源需求，提升了RSA处理速度。作者提供了硬件实现的详细步骤和仿真结果，结果显示与预期一致，有力地证明了设计的正确性。 关键词方面，文章围绕System C、RSA加密算法、系统级建模、模幂运算以及Montgomery模乘展开，全面展示了作者在这方面的研究成果。这篇论文对于理解RSA算法在系统级设计中的应用和优化具有很高的价值，对于微电子学和信息安全领域的研究者具有参考意义。