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RSA密码系统中的并行算法研究

作　者: 梁帅
导　师: 李文
学　校: 内蒙古大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: RSA OpenSSL MPI OpenMP Pthreads
分类号: TN918.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 211次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来,随着网络技术的发展,安全问题越来越引起人们的关注。根据各种安全技术和应用的需求,人们提出了许多加密算法。其中RSA体制被认为是公钥密码体制研究的一个标准模板。RSA的特点是算法完善,安全性良好,易于实现和理解,便于密钥管理。但其计算量大、耗时太多的缺点是制约其广泛应用的瓶颈。因此RSA加密算法的快速实现(包括算法优化和程序优化)一直以来都是研究热点。随着多核技术与并行技术的发展,计算机系统的计算能力得到了巨大的提升。然而硬件技术的飞速发展,必然带来软件编程方式的改变。通过使用OpenMP,Pthreads等多线程技术,可以利用CPU内更多的计算引擎,从而提高程序的效率。而通过使用MPI消息传递并行接口可以启用多个节点来共同完成计算,从而缩短运算时间。在多核机群中,如果将两种并行技术结合,那么可以使程序获得更好的性能。本文正是基于以上背景,在理解传统RSA算法原理的基础上,充分挖掘RSA算法的并行性,再结合MPI、OpenMP和Pthreads等并行技术和利用OpenSSL软件包,设计、实现了RSA并行算法,并取得了明显的效果。最后通过测试对比,分析了5种RSA并行算法的性能差异。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
图表目录  9-10
第一章绪论  10-13
  1.1 论文研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11
  1.3 论文研究的内容  11-12
  1.4 论文结构  12
  1.5 论文创新点  12-13
第二章并行编程模型  13-20
  2.1 多核技术对编程的影响  13
  2.2 并行程序的编程模型  13-17
    2.2.1 共享存储并行编程  15-17
    2.2.2 消息传递并行编程  17
  2.3 并行编程环境的搭建  17-20
    2.3.1 Fedora8.0下MPICH1的安装与配置  17-19
    2.3.2 Fedora8.0下并行程序的编译  19-20
第三章开源工具包OpenSSL介绍  20-29
  3.1 SSL安全传输协议  20-21
    3.1.1 SSL概述  20-21
  3.2 OpenSSL开源工具包  21-29
    3.2.1 OpenSSL概述  21
    3.2.2 OpenSSL功能  21-23
    3.2.3 OpenSSL总体结构  23-27
    3.2.4 OpenSSL主要的结构体  27
    3.2.5 OpenSSL的安装  27-29
第四章 RSA公钥密码体制  29-38
  4.1 RSA介绍  29-30
  4.2 RSA算法的数学基础  30-32
    4.2.1 单向函数  30
    4.2.2 欧拉定理及相关概念  30-31
    4.2.3 离散对数  31-32
  4.3 RSA算法  32-33
    4.3.1 RSA加密算法  32
    4.3.2 RSA加密算法实例  32-33
  4.4 分析OpenSSL中的RSA  33-38
    4.4.1 RSA实现源码  33-34
    4.4.2 RSA数据结构  34-36
    4.4.3 RSA主要函数  36-38
第五章 RSA并行算法设计与实现  38-50
  5.1 RSA并行算法设计原理  38
  5.2 MPI并行算法设计  38-40
  5.3 OpenMP与Pthreads并行算法设计  40-44
  5.4 MPI+OpenMP与MPI+Pthreads并行算法设计  44-48
  5.5 RSA并行算法应用程序  48-50
第六章测试对比及结果分析  50-57
  6.1 测试环境介绍  50
  6.2 单节点上的测试对比  50-56
    6.2.1 单节点上并行RSA算法的性能分析  50-52
    6.2.2 多核机群系统上并行RSA算法的性能分析  52-56
  6.3 测试结果总结  56-57
第七章总结和进一步的工作  57-58
  7.1 总结  57
  7.2 进一步的工作  57-58
参考文献  58-59
致谢  59

RSA密码系统中的并行算法研究

内容摘要

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