[发明专利]一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法

权利要求书

1.一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法，其特征在于，采用NiosII软核作为控制中心，控制一次数字签名或验证的进行；采用硬件实现基本密码算数模块，作为计算加速器外挂在avalon总线上，基本密码算数模块包括模乘模块、模加模块、模逆模块以及SHA-512中对1024位原始数据的80轮运算单元；软件部分包括与片外数据的交互、RSA的模幂运算、SHA-512的数据填充；

一次完整的数字签名过程为：由以太网接口从片外输入需要签名的数据，NiosII随后将数据补齐为1024的整数倍，并以1024位为单位循环送入SHA-512底层运算单元，最后将得到的结果用RSA签名，签名结果通过以太网口输出；

还包括签名验证过程，验证过程运用SHA-512计算待验证文件的哈希值，与RSA公钥计算出的结果对比，若相同则认为签名有效，否则签名无效。

2.如权利要求1所述的一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法，其特征在于，所述SOPC中，底层硬件模块接口设计为avalon总线接口，与NiosII处理器对接，控制信号和数据信号以地址来区分，底层硬件模块中留有控制/状态寄存器，NiosII通过对此寄存器的读写来完成控制，对底层硬件模块中数据寄存器的读写来完成计算数据的交互。

3.如权利要求1所述的一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法，其特征在于，所述SOPC中，RSA硬件模块留有可配置的运算长度寄存器，通过avalon的配置，来实现不同长度RSA运算；SHA-512则因为运算的特点，由NiosII截取运算结果的384位而支持SHA-384。

4.如权利要求1所述的一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法，其特征在于，模乘模块中，采用目前最为高速的进位保留的蒙哥马利模乘，NiosII中模幂运算采用能抗出错攻击和功耗攻击的阶梯状模幂算法，并为计算过程中的数据加上了掩码。

5.如权利要求1所述的一种基于RSA和SHA-512的低成本数字签名SOPC设计方法，其特征在于，NiosII中根据硬件定义的接口设计硬件抽象函数，由这些函数完成对各个硬件模块的控制信号、数据信号交互。