一种基于心动模型的复合有限域除法装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于心动模型的复合有限域除法装置，包括有限域GF(2

A Composite Finite Field Division Device Based on Cardiac Model

The invention discloses a composite finite field division device based on a cardiac model, including a finite field GF (2).

【技术实现步骤摘要】
一种基于心动模型的复合有限域除法装置
本专利技术涉及一种对复合有限域的元素进行求逆的装置，特别涉及一种基于心动模型的复合有限域除法装置。
技术介绍
有限域又称伽罗瓦域，是仅含有限多个元素的域，被广泛地运用于各种工程领域，例如通信、存储、信息安全等。有限域的除法一般由有限域的乘法和求逆完成，计算复杂度较高，计算时间较长。为了高效求解代数问题和解决工程中的问题，设计高效的有限域除法算法尤为重要。复合有限域作为有限域的一种特殊形式，复合有限域GF((2n)m)是有限域GF(2n×m)的同构形式，其中，GF((2n)2)是应用最广泛的复合有限域之一。现有技术中存在的多种公知的有限域除法装置，包括软件除法装置和硬件除法装置，均是针对GF(2n)进行除法运算的器件，存在计算效率较低的问题，需要使用特定的硬件模型来实现复合有限域的除法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于心动模型的复合有限域除法装置，其计算效率较高。本专利技术的解决方案是这样实现的：一种基于心动模型的复合有限域除法器，包括：有限域GF(2n)串行加法器SADD1、SADD2和SADD3，用于串行计算GF(2n)的加法；有限域GF(2n)并行加法器PADD，用于并行计算GF(2n)的加法；有限域GF(2n)乘法器MUL1、MUL2、MUL3、MUL4、MUL5、MUL6和MUL7，用于计算GF(2n)的乘法；有限域GF(2n)常数乘法器CMUL1、CMUL2，用于计算GF(2n)的常数乘法；有限域GF(2n)平方器EXP，用于计算GF(2n)的平方；有限域GF(2n)求逆器INV，用于计算GF(2n)的求逆；计算除法的流程如下：(1)设需要计算除法的元素标记为ahx+al和bhx+bl，e是GF((2n)2)不可约多项式的常数项；(2)ah和al输送至MUL1计算，计算结果与e一起作为CMUL1的输入；(3)bh和bl输送至SADD1计算，计算结果与al一起作为MUL4的输入，计算结果与bh一起作为MUL5的输入；(4)bh输送至EXP计算，计算结果与e一起作为CMUL2的输入；(5)bh和al输送至MUL2计算，计算结果与MUL3的结果一起作为SADD2的输入；(6)ah和bl输送至MUL3计算，计算结果与MUL2的结果一起作为SADD2的输入；(7)CMUL1和MUL4的计算结果作为SADD3的输入；(8)MUL5和CMUL2的计算结果作为PADD的输入；(9)PADD的计算结果输送至INV计算，计算结果与SADD3的结果一起作为MUL6的输入；计算结果与SADD2的结果一起作为MUL7的输入；(10)MUL6的计算结果是cl；(11)MUL7的计算结果是ch；(12)chx+cl标记为除法结果。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述有限域GF(2n)串行加法器的两个输入端口用于接收GF(2n)的运算数a(x)和GF(2n)的运算数b(x)，形式如下：a(x)＝an-1xn-1+an-2xn-2+...+a0b(x)＝bn-1xn-1+bn-2xn-2+...+b0其中，an-1、an-2...a0和bn-1、bn-2...b0是有限域GF(2)的元素，取值为0或1。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述有限域GF(2n)串行加法器计算加法在n个时钟周期内完成，包含一个常数乘法计算心动模型，计算有限域GF(2n)元素a(x)和e(x)的乘法过程如下：(1)a(x)＝an-1xn-1+an-2xn-2+...+a0是输入a(x)的多项式形式；e(x)＝en-1xn-1+en-2xn-2+...+e0是输入e(x)的多项式形式，en-1、en-2...e0是有限域GF(2)的元素；(2)an-1、an-2...a0以心动序列的形式自左向右输入至部件D，每一个时钟周期输入一个元素，an-1、an-2...a0是有限域GF(2)的元素；(3)令b(x)＝bn-1xn-1+bn-2xn-2+...+b0是输出有限域GF(2n)元素b(x)的多项式形式，bn-1、bn-2...b0是有限域GF(2)的元素，他们的初始值为0；bn-1、bn-2...b0自左向右存放在部件Bi中，初始值均为0；(4)每一个时钟周期，部件D接收aj，根据ximodp(x)＝vi0x0+vi1x1+...+vi(n-1)xn-1将aj发送到Bi，并计算bi＝bi+aj，当ek＝1和v(k+j)i＝1；p(x)是GF(2n)的不可约多项式，它的形式是p(x)＝xn+pn-1xn-1+pn-2xn-2+...+1，pn-1、pn-2...p1是有限域GF(2)的元素；(5)an-1、an-2...a0输入计算完毕后，bn-1、bn-2...b0即常数乘法结果。所述有限域GF(2n)平方器计算平方在n个时钟周期内完成，包含一个平方计算心动模型，计算有限域GF(2n)元素ah的平方过程如下：(1)令a(x)＝ah，则a(x)＝an-1xn-1+an-2xn-2+...+a0是输入ah的多项式形式；(2)an-1、an-2...a0以心动序列的形式自左向右输入至部件D，每一个时钟周期输入一个元素，an-1、an-2...a0是有限域GF(2)的元素；(6)令b(x)＝bn-1xn-1+bn-2xn-2+...+b0是输出有限域GF(2n)元素b(x)的多项式形式，bn-1、bn-2...b0是有限域GF(2)的元素，他们的初始值为0；bn-1、bn-2...b0自左向右存放在部件Bi中，初始值均为0；(3)每一个时钟周期，部件D接收aj，根据ximodp(x)＝vi0x0+vi1x1+...+vi(n-1)xn-1将aj发送到bi，并计算bi＝bi+aj，当v(2j)i＝1；p(x)是GF(2n)的不可约多项式，它的形式是p(x)＝xn+pn-1xn-1+pn-2xn-2+...+1，pn-1、pn-2...p1是有限域GF(2)的元素；(4)an-1、an-2...a0输入计算完毕后，bn-1、bn-2...b0即平方结果。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述有限域GF(2n)并行加法器的两个输入端口用于接收GF(2n)的运算数a(x)和GF(2n)的运算数b(x)，形式如下：a(x)＝an-1xn-1+an-2xn-2+...+a0b(x)＝bn-1xn-1+bn-2xn-2+...+b0其中，an-1、an-2...a0和bn-1、bn-2...b0是有限域GF(2)的元素，取值为0或1。本专利技术的另一技术方案在于在上述基础之上，所述有限域GF(2n)并行加法器计算加法在两个时钟周期内完成，包含一个乘法计算心动模型，计算有限域GF(2n)元素a(x)和b(x)的乘法过程如下：(1)a(x)＝an-1xn-1+an-2xn-2+...+a0是输入a(x)的多项式形式；b(x)＝bn-1xn-1+bn-2xn-2+...+b0是输入b(x)的多项式形式，an-1、an-2...a0、bn-1、bn-2...b0是有限域GF(2)的元素；(2)a0、a1...an-1自左向右存放在部件Ai中，bn-1、bn-2...b0以心动序列的形式自左向右输入至部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于心动模型的复合有限域除法器，其特征在于，包括：有限域GF(2

【技术特征摘要】
1.一种基于心动模型的复合有限域除法器，其特征在于，包括：有限域GF(2n)串行加法器SADD1、SADD2和SADD3，用于串行计算GF(2n)的加法；有限域GF(2n)并行加法器PADD，用于并行计算GF(2n)的加法；有限域GF(2n)乘法器MUL1、MUL2、MUL3、MUL4、MUL5、MUL6和MUL7，用于计算GF(2n)的乘法；有限域GF(2n)常数乘法器CMUL1、CMUL2，用于计算GF(2n)的常数乘法；有限域GF(2n)平方器EXP，用于计算GF(2n)的平方；有限域GF(2n)求逆器INV，用于计算GF(2n)的求逆；所述复合有限域除法器计算除法的流程如下：(1)设需要计算除法的元素标记为ahx+al和bhx+bl，e是GF((2n)2)不可约多项式的常数项；(2)ah和al输送至MUL1计算，计算结果与e一起作为CMUL1的输入；(3)bh和bl输送至SADD1计算，计算结果与al一起作为MUL4的输入，计算结果与bh一起作为MUL5的输入；(4)bh输送至EXP计算，计算结果与e一起作为CMUL2的输入；(5)bh和al输送至MUL2计算，计算结果与MUL3的结果一起作为SADD2的输入；(6)ah和bl输送至MUL3计算，计算结果与MUL2的结果一起作为SADD2的输入；(7)CMUL1和MUL4的计算结果作为SADD3的输入；(8)MUL5和CMUL2的计算结果作为PADD的输入；(9)PADD的计算结果输送至INV计算，计算结果与SADD3的结果一起作为M...

【专利技术属性】
技术研发人员：易海博，聂哲，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44