基于USBKEY的ECC加密模块的设计与实现-软件工程专业论文.docxVIP

Classified Index：TP393.04 U.D.C.: 683 Dissertation for the Master’s Degree in Engineering DESIGN AND IMPLEMENTATION OF THE ELLIPTIC CURVE CRYPTOGRAPH MODULE BASED ON USBKEY Candidate: Supervisor: Associate Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation： Date of Defence: Degree-Conferring-Institution:  Sui Xin Professor Li Bin Engineer Li Chunsheng Master of Engineering Software Engineering School of Software Oct, 2007 Harbin Institute of Technology  摘 要 随着信息产业的蓬勃发展，人们愈来愈深地认识到信息安全的重要性。 各种信息保护手段随之应运而生。用硬件对信息进行加密和用相对安全的加 密算法对信息进行加密是两种最主要的办法，而将两种方法相结合，不仅能 够发挥各自的优势，更能成为一个有机的整体，使得其对信息可以提供更高 程度的保护。本文描述了一个将两种办法相结合的信息安全解决方案中的一 个核心模块的设计与实现。 模块涉及的硬件为某种基于 32 位智能卡的加密锁(USBKEY)，加密算 法为椭圆曲线加密算法(Elliptic Curve Cryptograph，简称 ECC)。文章首先对 椭圆曲线加密算法进行了简略的讨论和描述，着重强调了模块的设计中需要 参照的椭圆曲线密码协议。随后文章对加密锁中 32 位智能卡的性质，特性， 约束进行了细致的讨论，并结合算法特点给出了模块的需求分析。参照密码 协议，需求分析，参考整个解决方案，文章给出了加密模块的具体设计方案。 在实现环节中，参考 OPENSSL-0.9.8d，应用嵌入式开发的方法，首先 构造出了大数结构并且以函数的形式给出了大数的加，减，乘，取模等运算 的解决方案。随后，应用大数结构和运算构造出了椭圆曲线的点群结构并以 函数的形式给出了群中加点的解决方案，解决了计算公钥的问题。最后结合 已经完成的结构和运算构造出了密钥对结构并以函数的形式给出了密钥对 生成的解决方案。也就意味着加密模块得到了实现。 模块的具体应用还需要定义数字签名和文件加密的结构。文中随后给出 了相应的定义，以函数的形式实现了数字签名和文件加密。并且进行了烧前 功能测试。经过了将模块烧至到加密锁中，文章的最后给出了一个实现锁内 文件操作和 163 位椭???曲线数字签名/认证的演示程序的设计与实现的过 程，并对整个系统实现进行了一定的总结与讨论。 关键词 加密锁；椭圆曲线加密算法；嵌入式开发  Abstract Information Security is more important today, than before, while human being enjoy the high level of civilization given by the development of information industry. It is well known that encryption with hardware, as well as cryptograph, takes great effect in information safe transportation. However， using the two method together may supply a higher level of protection for the message. This paper describes the design and implemention of a key module of a system which use the two ways together. USBKEY, with 32-bit smart card, is the hardware of this system with which a module of the Elliptic Curve Cryptograph is embedded in it. This paper, firstly, show the discussion and description of the arithmetic, especia