RSA加密算法的指令优化处理器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN102662628A

(43)申请公布日2012.09.12

(21)申请号CN201210079969.3

(22)申请日2012.03.23

(71)申请人山东大学

地址250061山东省济南市历下区经十路17923号

(72)发明人鞠雷王中波贾智平

(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司

代理人张勇

(51)Int.CI

G06F9/30

G06F9/318

G06F9/38

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

RSA加密算法的指令优化处理器

(57)摘要

本发明涉及一种RSA加密算法的

指令优化处理器。它采用了5条专门用于

加速优化RSA加密算法的扩展指令，并且

设计了一款与新指令集相对应的专用指令

处理器模型-RSA_ASIP。所述5条专门用

于加速优化RSA加密算法的扩展指令包括

getbit、shift_l、shift_r、muladd和muladd2

指令，所述与新指令集相对应的专用指令

处理器模型-RSA_ASIP主要由数据存储

器、代码存储器、寄存器堆、流水线和总

线矩阵五部分组成。本发明设计的

RSA_ASIP处理器中能够在保证软件实现

的灵活性和可扩展性的前提下，大幅度地

优化RSA的执行，经过对RSA1024、

RSA2048的实现，与在ARM处理器上的

实现比较，指令周期平均减少了64％，经

过指令优化的处理器模型节省了资源消

耗。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种RSA加密算法指令优化处理器，主要由寄存器堆、总线矩阵、代码存储器、

数据存储器、指令流水线、流水线控制部件、流水线取指部件、流

水线内部总线、流水线译码器部件、流水线内部总线II、流水线

执行部件组成，其中，寄存器堆主要由32个通用寄存器、1个取

指寄存器、1个堆栈指针寄存器和1个链接寄存器组成；指令流水线采用三级流水

线：取指流水线部件、译码流水线部件和执行流水线部件；流水线

控制器对跳转指令译码部件进行控制，跳转指令只需要将跳转地

址存储在取指寄存器中，不需要经过执行部件，然后接着对整个

流水线的缓存进行刷新，防止流水线跳转引发错误；其特征是，在处理器中除了通

用指令译码部件和逻辑算术指令执行部件外，还包括了5条新扩

展指令的执行部件：

指令getbit执行部件，获取src1指定源操作数中的由src2指定的源操作数指定的

bit位的值，并将该值存入dest对应的通用寄存器中；

针对大整数的左移和右移提出了优化指令shift_l执行部件和shift_r执行部件，指

令shift_l执行部件将src1左移src2位并将来自低位移位并入的

src1中，并存到到dest中，同时，将src1左移的溢出的位保存在

src3中；

shift_r执行部件将src1右移src2位并将来自低位移位并入的src1中，并存到到

dest中，同时，将src1右移的溢出的位保存在src3中；

指令mulad