JPH1152851A - Group computing device on elliptic curve - Google Patents

Group computing device on elliptic curve

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Publication number
JPH1152851A
JPH1152851A JP9206992A JP20699297A JPH1152851A JP H1152851 A JPH1152851 A JP H1152851A JP 9206992 A JP9206992 A JP 9206992A JP 20699297 A JP20699297 A JP 20699297A JP H1152851 A JPH1152851 A JP H1152851A
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JP
Japan
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elliptic curve
group
calculation
finite field
calculating
Prior art date
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Application number
JP9206992A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumaro Aoki
和麻呂 青木
Kazuo Ota
和夫 太田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/60Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
    • G06F7/72Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using residue arithmetic
    • G06F7/724Finite field arithmetic
    • G06F7/725Finite field arithmetic over elliptic curves

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of multiplications and divisions and to increase the speed of the group computations on an elliptic curve by obtaining the inverse element of the element of the group on the curve using the means which computes a rational expression. SOLUTION: Affine coordinates (x,y) represent the element which is not a point at infinity 0 of the group on an elliptic curve E (GF(2<2n> )) on a finite field GF(2<2n> ). Then, employing an enquiry device 1a, the (x,y) of the input is provided to an adder 1b of the element of the finite field. Then, the adder 1b computes and returns a sum (x+y) on GF(2<wd> ) of the inputs x and y. The device 1a then outputs an inverse element (x, x+y) of the element of the group on the elliptic curve using the (x+y) obtained by the adder 1b. Then, the adder 1b of the element of the field used in an inverse element computer 1 of the element of the group on the curve performs the computations using the exclusive OR for every adding bit on the GF(2<wd> ).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、楕円曲線上の群演
算装置に係り、特に、楕円曲線上の群の演算において、
誤り訂正符号や、鍵配送や認証に代表される情報セキュ
リティ技術を実現するための楕円曲線上の群演算装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a group operation device on an elliptic curve, and more particularly, to a group operation on an elliptic curve.
The present invention relates to a group operation device on an elliptic curve for realizing an error correction code and information security technology represented by key distribution and authentication.

【0002】[0002]

【従来の技術】体K上の楕円曲線上の群E(K)の元
は、Kの元3つ組からなる同次座標か、Kの元の2つ組
からなるアフィン座標で表すことができる。E(K)の
加算は、同次座標、アフィン座標のいずれの表現でも体
K上の四則演算を用いて計算することができる。
2. Description of the Related Art An element of a group E (K) on an elliptic curve on a field K can be expressed by homogeneous coordinates consisting of three elements of K or affine coordinates consisting of two elements of K. it can. The addition of E (K) can be calculated using the four arithmetic operations on the body K in both the representation of homogeneous coordinates and affine coordinates.

【0003】楕円曲線上の群演算を実現する装置を構成
する上で、体Kとしては、位数qの有限体GF(q)を
選べるが、中でも標数2の有限体GF(2n )は高速に
実装可能なことからよく用いられる。有限体上の四則演
算のうち、通常の実装法では、加算と加法の逆元は非常
に高速に実装可能であるが、乗算や乗法の逆元(以下、
特に断らないとき、単に逆元と記述した場合は、乗法の
逆元を表す)演算は非常に時間がかかる。従って、楕円
曲線上の群の加算にかかる時間は、定体K上の必要とす
る乗算や逆元演算の回数で評価することができる。
In configuring a device for realizing group operations on an elliptic curve, a finite field GF (q) of order q can be selected as the field K. Among them, a finite field GF (2 n ) of characteristic 2 can be selected. Is often used because it can be implemented at high speed. Of the four arithmetic operations on a finite field, in the usual implementation method, the inverse of addition and addition can be implemented at very high speed, but the inverse of multiplication and multiplication (hereinafter, referred to as
Unless otherwise specified, simply describing an inverse element represents the inverse element of multiplication.) The operation takes a very long time. Therefore, the time required for adding the groups on the elliptic curve can be evaluated by the number of required multiplications and inverse operations on the constant field K.

【0004】ところで、標数2の有限体の逆元演算は、
従来、乗算に比べて非常に多くの計算量を要する。その
ことから、従来の楕円曲線上の群演算の実装では、乗算
回数は比較的多くなるが、逆元演算の必要としない同次
座標による実装が主流である(例えば、文献[A.J.Menc
zes and S. A. Vanstone: "Ellipfic Carve Crypto sys
tems and Their Implementation," Journal of Crytolo
gy, volume 6, pp.209-289) Springer-International,1
993) 。
The inverse operation of a finite field of characteristic 2 is
Conventionally, much more computation is required than multiplication. Therefore, in the conventional implementation of group operations on an elliptic curve, the number of multiplications is relatively large, but implementation using homogeneous coordinates that does not require inverse operations is the mainstream (for example, see [AJMenc
zes and SA Vanstone: "Ellipfic Carve Crypto sys
tems and Their Implementation, "Journal of Crytolo
gy, volume 6, pp.209-289) Springer-International, 1
993).

【0005】しかし、近年、標数2の有限体の逆元を高
速に実装する手法が開発され、楕円曲線上の群の元の表
現にアフィン座標を用いた手法が発表されている(例え
ば、文献[E. D. Win,A. Bosselaers, S. Vandenberghe,
P. D. Gersem, and J. Vandewalle: "A Fast Software
Implementation for Arithmetic Operations in GF(2
n )," Advances in Cryptology-ASIACRYPT'96, pp.65-7
6, Lecture Notes inComputer Science 1163, Springer
-Verlag, 1996)。以下この文献の方法をWinの方法
と呼ぶ。
However, in recent years, a technique for implementing the inverse of a finite field of characteristic 2 at high speed has been developed, and a technique using affine coordinates for expressing an element of a group on an elliptic curve has been announced (for example, Reference [ED Win, A. Bosselaers, S. Vandenberghe,
PD Gersem, and J. Vandewalle: "A Fast Software
Implementation for Arithmetic Operations in GF (2
n ), "Advances in Cryptology-ASIACRYPT'96, pp.65-7
6, Lecture Notes in Computer Science 1163, Springer
-Verlag, 1996). Hereinafter, the method of this document is referred to as Win's method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】Winの方法による有
限体の実装方法の概要は、プロセッサの基本演算ビット
数をw(例えば、8や16)としたとき、基礎体にGF
(2w )を用い、事前に基礎体上の演算を全て計算して
おき、また、GF(2)上の奇数次3項既約式 xd +xt +1 (d>t) を用いて、
An outline of a method of mounting a finite field by the Win method is as follows. When the basic operation bit number of the processor is w (for example, 8 or 16), the basic field is GF.
Using (2 w ), all the operations on the basic field are calculated in advance, and using the odd-order third-order irreducible expression x d + x t +1 (d> t) on GF (2),

【0007】[0007]

【数4】 (Equation 4)

【0008】により、(数式の意味については、例え
ば、文献「彌永昌吉、有馬哲、浅枝陽:“詳解代数入
門、”東京図書、1990」を参照)GF(2wd)の演
算を表現し、それを用いて、E(GF(2wd))を実装
するというものである。Winの方法では、有限体の逆
元演算に一般的な逆元演算法であるGF(2w )上の拡
張ユークリッド(Euclid)の互除法を用いるが、拡張ユー
クリッドの互除法を実行中に多くの、乗除算を要する。
(For the meaning of mathematical formulas, for example, see the document “Shikichi Yanai, Satoshi Arima, and Yo Asaeda:“ Introduction to Detailed Algebra ”,“ Tokyo Tosho, 1990 ”.) Expressing the operation of GF (2 wd ) Using this, E (GF (2 wd )) is implemented. In Win's method, an extended Euclid algorithm on GF (2 w ), which is a general inverse algorithm, is used for the inverse operation of a finite field. Requires multiplication and division.

【0009】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、この乗除算回数を削減することで、Winの方法に
比べ、さらに高速化を図ることが可能な楕円曲線上の群
演算装
The present invention has been made in view of the above points, and by reducing the number of times of multiplication and division, a group operation device on an elliptic curve which can achieve higher speed as compared with the Win method.

【0010】置を提供することを目的する。It is an object to provide an arrangement.

【課題を解決するための手段】第1の発明は、有限体G
F(22n)上の楕円曲線E(GF(22n))上の群の無
限遠点Οでない元をアフィン座標(x,y)で表したと
き、群の逆元(i,j)は、x,yの有理式で表せるこ
とを用いて、有理式を計算する有理式手段を用いて楕円
曲線上の群の元の逆元を求める逆元計算手段を有する楕
円曲線上の群演算装置である。
The first invention is a finite field G
When an element that is not an infinity point の of a group on an elliptic curve E (GF (2 2n )) on F (2 2n ) is represented by affine coordinates (x, y), the inverse element (i, j) of the group becomes , X, y Grouping device on elliptic curve having inverse calculation means for calculating the inverse of the element of the group on the elliptic curve using rational expression means for calculating a rational expression using rational expression means It is.

【0011】第2の発明は、有限体GF(22n)上の楕
円曲線E(GF(22n))上の群の無限遠点Οでない2
つの元をアフィン座標(x1 ,y1 ),(x2 ,y2
で表したとき、和 (x3 ,y3 ) =(x1 ,y1 )+(x2 ,y2 ) のx3 ,y3 は、 (x1 ,y1 )≠(x2 ,y2 )かつ(x1 ,y1 )≠
−(x2 ,y2 ) であるとき、x1 ,y1 ,x2 ,y2 の有理式で表せる
ことを利用して、有理式を計算する有理式計算手段を用
いて楕円曲線上の群の元の和を求める加算計算手段を有
する楕円曲線上の群演算装置である。
The second invention is based on the fact that the infinite point 楕 円 of the group on the elliptic curve E (GF (2 2n )) on the finite field GF (2 2n ) is not
Coordinates are defined as affine coordinates (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 )
When expressed in, x 3, y 3 of the sum (x 3, y 3) = (x 1, y 1) + (x 2, y 2) is, (x 1, y 1) ≠ (x 2, y 2 ) and (x 1 , y 1 ) ≠
− (X 2 , y 2 ), the rational expression of x 1 , y 1 , x 2 , y 2 can be used to express the rational expression on the elliptic curve using the rational expression calculating means for calculating the rational expression. This is a group operation device on an elliptic curve having addition calculation means for obtaining the sum of the group elements.

【0012】第3の発明は、有限体GF(22n)上の楕
円曲線E(GF(22n))上の群の無限遠点Οでない元
をアフィン座標(x,y)で表したとき、2倍(x3
3)=2(x,y)のx3 ,y3 は、(x,y)≠−
(x,y)であるとき、x,yの有理式で表せることを
利用して、有理式を計算する有理式計算手段を用いて、
楕円曲線上の群の元の2倍を求める2倍計算手段を有す
る楕円曲線上の群演算装置である。
According to a third aspect of the present invention, an element which is not an infinity point の of a group on an elliptic curve E (GF (2 2n )) on a finite field GF (2 2n ) is represented by affine coordinates (x, y). , Twice (x 3 ,
y 3 ) = 2 (x, y), x 3 and y 3 are (x, y) ≠ −
When (x, y), the rational expression of x, y can be used to calculate the rational expression.
This is a group operation device on an elliptic curve having a doubling calculation means for obtaining twice the element of the group on the elliptic curve.

【0013】第4の発明は、有限体GF(22n)上の楕
円曲線E(GF(22n))上の群の無限遠点Οでない元
をアフィン座標(x,y)で表したとき、自然数n倍
(x3,y3 )=n(x,y)のx3 ,y3 は、逆元計
算手段、加算計算手段、2倍計算手段を組み合わせるこ
とにより計算可能であることを利用して、有理式を計算
する有理式計算手段を用いて、楕円曲線上の群の元の自
然数倍を求める自然数倍計算手段を有する楕円曲線上の
群演算装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, an element which is not an infinity point の of a group on an elliptic curve E (GF (2 2n )) on a finite field GF (2 2n ) is represented by affine coordinates (x, y). , a natural number n times (x 3, y 3) = n (x, y) x 3, y 3 of the inverse calculation unit, adding calculation means, utilizing the fact can be calculated by combining the double calculating means Further, the present invention is a group operation device on an elliptic curve having natural number multiplication calculating means for calculating a natural number multiple of the group on the elliptic curve by using a rational expression calculating means for calculating a rational expression.

【0014】第5の発明は、前述の第1〜第4の発明に
おける有理式計算手段が、多項式p,q∈GF(22n
[X1 ,X2 ,…,Xr ]の計算中に表れるGF
(22n)上の乗算を式
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the rational expression calculating means includes a polynomial p, q∈GF (2 2n )
GF appearing during the calculation of [X 1 , X 2 ,..., X r ]
Multiplication on (2 2n )

【0015】[0015]

【数5】 (Equation 5)

【0016】により計算し、qのGF(22n)上の逆元
-1を式
## EQU1 ## The inverse element q -1 of GF on GF (2 2n ) is calculated by the following equation.

【0017】[0017]

【数6】 (Equation 6)

【0018】により計算し、p,qを計算したときと同
様に、上記の乗算の式を繰り返すことでp×q-1を計算
することにより、有理式
By calculating p × q −1 by repeating the above multiplication equation in the same manner as when calculating p and q, the rational expression

【0019】[0019]

【数7】 (Equation 7)

【0020】を計算する手段とを有する。本発明は、青
木の方法(文献「K,Aoki and K.Ohta: "Operations in
F2 n by Software Implementation, "Proceedings of 19
97 Symposium on Cryptography and Information Secur
ity, SCIS'97-14A」)によると、nが2で多く(例え
ば、16回以上)割れる場合に、Winの方法によりさ
らに、効率的に有限体GF(2n )上の逆元を求めるこ
とができることを利用して楕円曲線上の群の演算を実現
する。
Means for calculating The present invention is based on Aoki's method (K, Aoki and K. Ohta: "Operations in
F 2 n by Software Implementation, "Proceedings of 19
97 Symposium on Cryptography and Information Secur
ity, SCIS'97-14A "), when n is more than 2 (for example, 16 times or more), the inverse method on the finite field GF (2 n ) is more efficiently obtained by the Win method. The operation of the group on the elliptic curve is realized by utilizing what can be done.

【0021】青木の方法は、有限体GF(22n)が、Aoki's method is that the finite field GF (2 2n )

【0022】[0022]

【数8】 (Equation 8)

【0023】で表されるときに、αをx2 +x+a=0
の根として、GF(22n)をGF(2 n )上の2次元ベ
クトル空間とみなしたときの基底を[α α+1]と取
ったときに、以下のように計算される。 乗算: (x1 α+y1 (α+1))×(x2 α+y2 (α+1)) =(x1 2 +a(x1 +y1 )(x2 +ys ))α +(y1 2 +a(x1 +y1 )(x2 +y2 ))(α+1) (1) 2乗: (xα+y(α+1))2 =(x2 +a(x2 +y2 ))α +(y2 +a(x2 +y2 ))(α+1) (2) 逆元: (xα+y(α+1))-1=(a(x+y)2 +xy)-1(yα+x(α+1) ) (3)
Where α is xTwo+ X + a = 0
GF (22n) To GF (2 n)
The basis when considered as the vector space is [α α + 1].
Is calculated as follows. Multiplication: (x1α + y1(Α + 1)) × (xTwoα + yTwo(Α + 1)) = (x1xTwo+ A (x1+ Y1) (XTwo+ Ys)) Α + (y1yTwo+ A (x1+ Y1) (XTwo+ YTwo)) (Α + 1) (1) Square: (xα + y (α + 1))Two= (XTwo+ A (xTwo+ YTwo)) Α + (yTwo+ A (xTwo+ YTwo)) (Α + 1) (2) Inverse: (xα + y (α + 1))-1= (A (x + y)Two+ Xy)-1(Yα + x (α + 1)) (3)

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】適当な体Kを定めると楕円曲線上
の群E(K)は、 E(K)={(x,y)∈K2 |f(x,y)=0}∪
{Ο} と書ける。ここで、f(x,y)∈K[x,y]である
(但し、f(x,y)は任意に選べるわけではなく、い
くつかの制約がある)。Pi ∈E(K)(i=1,2,
3)とおいたとき、楕円曲線上の群の演算はPi ≠Ο
(i=1,2,3)の場合に、P3 =P1 +P2 が成り
立っているとすると、適当な多項式p(x1,x2 ,y
1 ,y2 ),q(x1 ,x2 ,y1 ,y2 ),r
(x1 ,x2 ,y1,y2 ),s(x1 ,x2 ,y1
2 )∈K[x1 ,x2 ,y1 ,y2 ]を用いて
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When an appropriate field K is determined, a group E (K) on an elliptic curve is expressed as follows: E (K) = {(x, y)} K 2 | f (x, y) = 0}
You can write {Ο} Here, f (x, y) ∈K [x, y] (however, f (x, y) cannot be arbitrarily selected and has some restrictions). P i ∈E (K) (i = 1, 2, 2,
3), the operation of the group on the elliptic curve is P i ≠ Ο
Assuming that P 3 = P 1 + P 2 holds in the case of (i = 1, 2, 3), an appropriate polynomial p (x 1 , x 2 , y
1 , y 2 ), q (x 1 , x 2 , y 1 , y 2 ), r
(X 1 , x 2 , y 1 , y 2 ), s (x 1 , x 2 , y 1 ,
y 2 ) ∈K [x 1 , x 2 , y 1 , y 2 ]

【0025】[0025]

【数9】 (Equation 9)

【0026】と書ける。ここで、楕円曲線E(K)を固
定したときに、p,q,r,sは、一定であるが、P1
=P2 の場合と、P1 ≠P2 の場合では、多項式p,
q,r,sが異なることに注意。上記のことから楕円曲
線上の群の演算は、体Kの四則演算から構成できること
がわかる。
## EQU2 ## Here, when the elliptic curve E (K) is fixed, p, q, r, and s are constant, but P 1
= P 2 and P 1 ≠ P 2 , the polynomials p,
Note that q, r, and s are different. From the above, it is understood that the operation of the group on the elliptic curve can be constituted by the four arithmetic operations of the field K.

【0027】以下、K=GF(2n )でnが2で多く割
れる場合(例えば、n=2128 )を考える。第1の発明
は、第1の発明の原理を用いて楕円曲線上の群の元の逆
元を求める装置である。第2の発明は、第1の発明の原
理を用いて楕円曲線の群の元の和を求める装置である。
In the following, consider the case where K = GF (2 n ) and n is much divided by 2 (for example, n = 2 128 ). A first aspect of the present invention is an apparatus for calculating the inverse of an element of a group on an elliptic curve using the principle of the first aspect. A second invention is an apparatus for calculating the sum of the elements of a group of elliptic curves using the principle of the first invention.

【0028】第3の発明は、第1の発明の原理を用いて
楕円曲線上の群の元の2倍算を求める装置である。第4
の発明は、第1、第2、第3の発明の原理を用いて楕円
曲線上の群の元の自然数倍を求める装置である。第5の
発明は、
A third aspect of the present invention is an apparatus for calculating the doubling of an element on an elliptic curve using the principle of the first aspect. 4th
The present invention is an apparatus for obtaining a natural number multiple of a group on an elliptic curve using the principles of the first, second, and third inventions. The fifth invention is

【0029】[0029]

【数10】 (Equation 10)

【0030】という有理式をp,qの計算を式(1)に
基づく計算で、q-1の計算を式(3)に基づく計算で求
める装置である。
This is a device for calculating the rational expressions p and q by the calculation based on the expression (1) and calculating q -1 by the calculation based on the expression (3).

【0031】[0031]

【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を説明す
る。 GF(2wd)上の楕円曲線が媒介変数a2 ,a6 ∈GF
(2wd)(a6 ≠0) を用いて、アフィン座標で書いた場合以下のように定義
される場合を考える。E (GF(2wd))={(x,y)∈GF(2wd2 |y2 +xy =x3 +a2 2 +a6 }∪{O} このときの楕円曲線上の加法は、 Pi =(xi ,yi )∈E(GF(2wd)) (i=
1,2) とおいたときに、−P1 ≠P2 の場合に、(x3
3 )=P1 +P2 は、
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The elliptic curve on GF (2 wd ) is the parameter a 2 , a 6 ∈GF
When (2 wd ) (a 6 ≠ 0) is used to write in affine coordinates, consider the case where it is defined as follows. E (GF (2 wd)) = {(x, y) ∈GF (2 wd) 2 | y 2 + xy = x 3 + a 2 x 2 + a 6} ∪ {O} the addition on the elliptic curve in this case, P i = (x i , y i ) ∈E (GF (2 wd )) (i =
1,2), when −P 1 ≠ P 2 , (x 3 ,
y 3 ) = P 1 + P 2

【0032】[0032]

【数11】 [Equation 11]

【0033】と書ける。また、楕円曲線の逆元は、 −(x1 ,y1 ) = (x1 ,x1 +y1 ) (6) で表すことができる(標数2の体上の楕円曲線上の群の
演算についての詳細は、例えば、文献「A. J.Menezes:
"ELLIPTIC CURVE PUBLIC KEY CRYPTOSYSTEMS," KLUWER
ACADEMIC PUBLISHERS, pp.21-23, 1993 」を参照)。
[0033] Further, the inverse element of the elliptic curve, - (x 1, y 1 ) = (x 1, x 1 + y 1) can be expressed by (6) (calculation of the group on an elliptic curve over characteristic 2 of the body For details, for example, the document "AJMenezes:
"ELLIPTIC CURVE PUBLIC KEY CRYPTOSYSTEMS," KLUWER
ACADEMIC PUBLISHERS, pp.21-23, 1993 ”).

【0034】有限体GF(2wd)上の元はwd桁のビッ
ト列で表され、楕円曲線上の点は有限体上の元2つで表
すことができるので、結局、楕円曲線上の点は2wd桁
のビット列で表すことができる。以下、楕円曲線上の点
i などは、このように表されているとする。但し、O
∈E(GF(2wd))に関しては、
An element on the finite field GF (2 wd ) is represented by a bit string of wd digits, and a point on the elliptic curve can be represented by two elements on the finite field. It can be represented by a bit string of 2wd digits. Hereinafter, it is assumed that the points P i on the elliptic curve are represented as described above. Where O
For ∈E (GF (2 wd ))

【0035】[0035]

【数12】 (Equation 12)

【0036】であるので、形式的にO=(0,0)で表
すこととする。 第1の実施例: [楕円曲線上の群の元の逆元]第1の実施例では、楕円
曲線上の群の元の逆元を求める。図2は、本発明の第1
の実施例の楕円曲線上の群の元の逆元計算装置の構成を
示す。以下図2に従って説明する。
Therefore, it is formally represented by O = (0, 0). First Embodiment [Inverse of Group Element on Elliptic Curve] In the first embodiment, the inverse of a group element on an elliptic curve is determined. FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention.
11 shows a configuration of an inverse element calculation device of a group on an elliptic curve according to the embodiment of FIG. This will be described below with reference to FIG.

【0037】この装置は、楕円曲線上の群の元の逆元は
式(6)で計算できることに基づいている。 ステップ101) 問い合わせ装置1aを用いて、入力
の(x,y)を有限体の元の加算装置1bに渡す。 ステップ102) 有限体の元加算装置1bは、入力
x,yのGF(2wd)上の和x+yを計算し、それを返
す。
This device is based on the fact that the inverse of the group element on the elliptic curve can be calculated by equation (6). Step 101) Using the inquiry device 1a, the input (x, y) is passed to the original addition device 1b of the finite field. Step 102) The finite field element adder 1b calculates the sum x + y of inputs x and y on GF (2 wd ) and returns it.

【0038】ステップ103) 問い合わせ装置1a
は、有限体の元加算装置1bを用いて得られたx+yを
用いて、楕円曲線上の群の元の逆元(x,x+y)を出
力する。楕円曲線上の群の元の逆元計算装置1中で用い
られている有限体の元の加算装置1bは、GF(2wd
上の加算がビット毎の排他的論理和を用いて計算できる
ことを利用し、図3の様に構成される。
Step 103) Inquiry device 1a
Outputs the inverse (x, x + y) of the element of the group on the elliptic curve, using x + y obtained using the element addition device 1b having a finite field. The finite field element adder 1b used in the group inverse element calculator 1 on the elliptic curve has a GF (2 wd )
Utilizing that the above addition can be calculated using exclusive OR for each bit, it is configured as shown in FIG.

【0039】図3は、本発明の第1の実施例の有限体の
元の加算計算装置の構成を示す。以下、図3の動作を説
明する。 ステップ201) 問い合わせ装置2aは、入力x,y
をwdビット排他的論理和計算装置2bに渡す。 ステップ202) wdビット排他的論理和計算装置2
bは、入力xとyの排他的論理和x+yを計算し、それ
を返す。
FIG. 3 shows the configuration of the finite field element addition calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of FIG. 3 will be described. Step 201) The inquiry device 2a receives the input x, y
To the wd-bit exclusive-OR calculator 2b. Step 202) wd-bit exclusive OR calculator 2
b computes the exclusive OR x + y of inputs x and y and returns it.

【0040】ステップ203) 問い合わせ装置2a
は、wdビット排他的論理和計算装置2bを用いて得ら
れた排他的論理和x+yを出力する。 第2の実施例: [楕円曲線上の群の元の加算]第2の実施例では、楕円
曲線上の群の元の加算を行う。
Step 203) Inquiring device 2a
Outputs the exclusive OR x + y obtained by using the wd-bit exclusive OR calculator 2b. Second Embodiment [Addition of Group Elements on Elliptic Curve] In the second embodiment, addition of group elements on an elliptic curve is performed.

【0041】図4は、本発明の第2の実施例の楕円曲線
上の群の元の加算計算装置の構成を示す。以下図4に従
って説明する。 ステップ301) 問い合わせ装置3aは、楕円曲線上
の群の元の比較装置3cを用い、P1 =Oを調べ真の場
合Q=P2 とし、ステップ308に進む。 ステップ302) 問い合わせ装置3aは、楕円曲線上
の群の元の比較装置3cを用い、P2 =Oを調べ、真の
場合Q=P1 とし、ステップ308に進む。
FIG. 4 shows the configuration of an apparatus for calculating the original addition of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention. This will be described below with reference to FIG. Step 301) querying device 3a uses the original comparator 3c group on an elliptic curve, and if true Q = P 2 examines P 1 = O, the process proceeds to step 308. Step 302) querying device 3a uses the original comparator 3c group on an elliptic curve, examined P 2 = O, and if true Q = P 1, the process proceeds to step 308.

【0042】ステップ303) 問い合わせ装置3a
は、楕円曲線上の群の元の逆元計算装置3bに入力P1
を渡す。 ステップ304) 楕円曲線上の群の元の逆元計算装置
3bは、入力P1 の逆元−P1 を計算し、それを返す。 ステップ305) 問い合わせ装置3aは、楕円曲線上
の群の元の逆元計算装置3bの出力−P1 と自分自身の
入力P2 を楕円曲線上の群の元の比較装置3Cに渡す。
Step 303) Inquiring device 3a
Is input to the original inverse calculation unit 3b of the group on the elliptic curve P 1
give. Step 304) the original inverse calculation unit 3b of the group on an elliptic curve, calculates the inverse -P 1 input P 1, return it. Step 305) querying device 3a passes the output -P 1 and of itself input P 2 of the original inverse calculation unit 3b of the group on the elliptic curve based on the comparison device 3C of the group on the elliptic curve.

【0043】ステップ306) 楕円曲線上の群の元の
比較装置3cは、入力−P1 ,P2を比較し、一致した
ときT(真)を返し、そうでない場合F(偽)を返す。 ステップ307) 問い合わせ装置3aは、楕円曲線上
の群の元の比較装置3cの出力が真の場合Q=Oとし、
そうでない場合は、楕円曲線上の群の元の特殊加算計算
装置3dに、P1 ,P2 を渡し、結果Q=P1 +P2
得る。
Step 306) The original comparing device 3c of the group on the elliptic curve compares the inputs -P 1 , P 2 and returns T (true) if they match, otherwise returns F (false). Step 307) The query device 3a sets Q = O when the output of the original comparison device 3c of the group on the elliptic curve is true,
Otherwise, P 1 and P 2 are passed to the original special addition calculator 3d of the group on the elliptic curve, and the result Q = P 1 + P 2 is obtained.

【0044】ステップ308) 問い合わせ装置3a
は、Q(=P1 +P2 )を出力する。楕円曲線上の群の
元の加算計算装置中で用いられている楕円曲線上の群の
元の比較装置3cは、図5の様に構成される。図5は、
本発明の第2の実施例の楕円曲線上の群の元の比較装置
の構成図である。
Step 308) Inquiry device 3a
Outputs Q (= P 1 + P 2 ). The comparison device 3c of the group on the elliptic curve used in the device for calculating the addition of the group on the elliptic curve is configured as shown in FIG. FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram of an original comparison device of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention.

【0045】以下、図5の動作を説明する。 ステップ401) 問い合わせ装置4aは、それぞれ入
力P1 =(x1 ,y1),P2 =(x2 ,y2 )のビッ
ト列x1 ,y1 ,x2 ,y2 を結合したビット列x1
1 ,x2 ‖y2 を2wdビット列比較装置4bに渡
す。 ステップ402) 2wdビット列比較装置4bは、入
力x1 ‖y1 ,x2 ‖y2 を比較し、一致した場合T
(真)、そうでない場合F(偽)を返す。
The operation of FIG. 5 will be described below. Step 401) querying device 4a, respectively inputs P 1 = (x 1, y 1), P 2 = (x 2, y 2) bit sequence x 1, y 1, x 2 , y 2 bit sequence x 1 that combines the ‖
y 1 , x 2 ‖y 2 are passed to the 2wd bit string comparator 4b. Step 402) The 2wd bit string comparison device 4b compares the inputs x 1 ‖y 1 and x 2 ‖y 2 and if they match, T
(True), otherwise return F (false).

【0046】ステップ403) 問い合わせ装置4a
は、2wdビット列比較装置4bから得られた、真偽値
を出力する。楕円曲線上の群の元の加算計算装置中で用
いられている楕円曲線上の群の元の特殊加算計算装置3
dは、図6の様に構成される。図6は、本発明の第2の
実施例の楕円曲線上の群の元の特殊加算計算装置の構成
を示す。図6中、addで略される装置5a,5c,5
f,5g,5h,5i,5k,5lは、有限体の元の加
算計算装置であり、invで略される装置5bは、有限
体の元の逆元計算装置であり、mulで略される装置5
d,5jは有限体の元の乗算計算装置であり、sqrで
略される装置5eは、有限体の元の2乗計算装置であ
る。以下、図6の動作を説明する。
Step 403) Inquiring device 4a
Outputs a boolean value obtained from the 2wd bit string comparison device 4b. Elementary special addition calculator 3 for groups on elliptic curves used in elementary addition calculator for groups on elliptic curves
d is configured as shown in FIG. FIG. 6 shows a configuration of a special addition calculation device of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, devices 5a, 5c, 5 abbreviated as add
f, 5g, 5h, 5i, 5k, 5l are finite field element addition calculation devices, and device 5b, abbreviated as inv, is finite field element inverse element calculation device, abbreviated as mul. Device 5
d and 5j are finite field element multiplication calculators, and apparatus 5e abbreviated as sqr is finite field element square calculator. Hereinafter, the operation of FIG. 6 will be described.

【0047】ステップ501) add装置5aは、入
力x1 ,x2 の和t1 (=x1 +x 2 )を計算し、in
v装置5bに出力する。 ステップ502) inv装置5bは、入力t1 の逆元
2 (=(x1 +x2-1)を計算し、mul装置5d
に出力する。 ステップ503) add装置5cは、入力y1 ,y2
の和t3 (=y1 +y 2 )を計算し、mul装置5dに
出力する。
Step 501) The add device 5a is
Force x1, XTwoSum of t1(= X1+ X Two), And in
Output to the v device 5b. Step 502) The inv device 5b receives the input t1Inverse of
tTwo(= (X1+ XTwo)-1) Is calculated and the mul device 5d
Output to Step 503) The add device 5c receives the input y1, YTwo
Sum of tThree(= Y1+ Y Two) To the mul device 5d
Output.

【0048】ステップ504) mul装置5dは、入
力t2 ,t3 の積
Step 504) The mul device 5d outputs the product of the inputs t 2 and t 3

【0049】[0049]

【数13】 (Equation 13)

【0050】を計算し、sqr装置5e、add装置5
f、mul装置5jに出力する。 ステップ505) sqr装置5eは、入力λの2乗t
4 (=λ2 )を計算し、add装置5fに出力する。 ステップ506) add装置5fは、入力λ、t4
和t5 (=λ2 +λ)を計算し、add装置5gに出力
する。
The sqr device 5e and the add device 5
f, output to the mul device 5j. Step 505) The sqr device 5e calculates the square t of the input λ.
4 (= λ 2 ) is calculated and output to the add device 5f. Step 506) add device 5f is input lambda, the sum t 5 of t 4 (= λ 2 + λ ) is calculated, and output to the add unit 5g.

【0051】ステップ507) add装置5gは、入
力t1 ,t5 の和t6 (=λ2 +λ+x1 +x2 )を計
算し、add装置5hに出力する。 ステップ508) add装置5hは、入力t6 と定数
2 の和x3 (=λ2+λ+x1 +x2 +a2 )を計算
し、add装置5i、add装置5kに出力し、また、
装置5の出力にもする。
Step 507) The add device 5g calculates the sum t 6 (= λ 2 + λ + x 1 + x 2 ) of the inputs t 1 and t 5 and outputs it to the add device 5h. Step 508) The add device 5h calculates the sum x 3 (= λ 2 + λ + x 1 + x 2 + a 2 ) of the input t 6 and the constant a 2 and outputs the sum to the add devices 5i and 5k.
The output of the device 5 is also used.

【0052】ステップ509) add装置5iは、入
力x1 ,x3 の和t7 (=x1 +x 3 )を計算し、mu
l装置5jに出力する。 ステップ510) mul装置5jは、入力λ、t7
積t8 (=λ(x1 +x3 ))を計算し、add装置5
kに出力する。 ステップ511) add装置5kは、入力t8 、x3
の和t9 (=λ(x1+x3 )+x3 )を計算し、ad
d装置5lに出力する。
Step 509) The add device 5i is turned on.
Force x1, XThreeSum of t7(= X1+ X Three), And mu
1 output to the device 5j. Step 510) The mul device 5j receives the input λ, t7of
Product t8(= Λ (x1+ XThree)) And calculate the add device 5
Output to k. Step 511) The add device 5k receives the input t8, XThree
Sum of t9(= Λ (x1+ XThree) + XThree) Is calculated and ad
Output to the d device 51.

【0053】ステップ512) add装置5lは、入
力y1 ,t9 の和y3 (=λ(x1+x3 )+x3 +y
1 )を計算し、装置5の出力とする。楕円曲線上の群の
元の特殊加算計算装置中で用いられているmulで記さ
れている有限体の元の乗算計算装置は、図7のように構
成される。図7は、本発明の第2の実施例の有限体の元
の乗算計算装置の構成を示しており、式(1)を実現し
たものである。同図に示す装置6は、GF(22n)の乗
算をGF(2n )の加算計算装置6a,6b,6g,6
h、乗算計算装置6c,6d,6e,6fを用いて実現
される。GF(2n )の加算計算装置6a,6b,6
g,6hや乗算計算装置6c,6d,6e,6fは、ビ
ット数を半分にしたGF(22n)の装置と同様の装置で
実現する。
[0053] Step 512) the add device 5l, the sum y 3 inputs y 1, t 9 (= λ (x 1 + x 3) + x 3 + y
1 ) is calculated and used as the output of the device 5. The finite field element multiplication calculation apparatus described by mul used in the group element special addition calculation apparatus on the elliptic curve is configured as shown in FIG. FIG. 7 shows the configuration of a multiplication device of the finite field element according to the second embodiment of the present invention, and realizes the expression (1). The device 6 shown in FIG. 6 converts the multiplication of GF (2 2n ) into the addition calculation devices 6a, 6b, 6g, 6 of GF (2 n ).
h, is realized using the multiplication calculation devices 6c, 6d, 6e, 6f. GF (2 n ) addition calculators 6a, 6b, 6
g, 6h and the multiplication calculation devices 6c, 6d, 6e, 6f are realized by devices similar to the GF (2 2n ) device in which the number of bits is halved.

【0054】n≦wとなったときのGF(22n)乗算計
算装置は、図8に示す有限体の元の乗算計算装置で実現
する。図7は、本発明の第2の実施例の有限体の元の乗
算計算装置の構成を示す。以下に図7に示す乗算計算装
置の動作を説明する。 ステップ601) add装置6aは、入力x1 ,y1
の和t1 (=x1 +y 1 )を計算し、mul装置6cに
出力する。
GF (2) when n ≦ w2n) Multiplier
The arithmetic unit is realized by the original multiplication arithmetic unit of the finite field shown in FIG.
I do. FIG. 7 shows a finite field power of the second embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a calculation device. The multiplication calculator shown in FIG.
The operation of the device will be described. Step 601) The add device 6a receives the input x1, Y1
Sum of t1(= X1+ Y 1) To the mul device 6c
Output.

【0055】ステップ602) add装置6bは、入
力x2 ,y2 の和t2 (=x2 +y 2 )を計算し、mu
l装置6cに出力する。 ステップ603) mul装置6cは、入力t1 ,t2
の積t3 (=(x1 +y1 )×(x2 +y2 ))を計算
し、mul装置6dに出力する。 ステップ604) mul装置6dは、入力t3 と、定
数aとの積t4 (=a×(x1 +y1 )(x2
2 ))を計算し、add装置6g,6hに出力する。
Step 602) The add device 6b is turned on.
Force xTwo, YTwoSum of tTwo(= XTwo+ Y Two), And mu
1 output to the device 6c. Step 603) The mul device 6c receives the input t1, TTwo
Product ofThree(= (X1+ Y1) × (xTwo+ YTwo))
Then, the data is output to the mul device 6d. Step 604) The mul device 6d receives the input tThreeAnd fixed
Product t with number aFour(= A × (x1+ Y1) (XTwo+
yTwo)) Is calculated and output to the add devices 6g and 6h.

【0056】ステップ605) mul装置6eは、入
力x1 ,x2 の積t5 (=x1 ×x 2 )を計算し、ad
d装置6gに出力する。 ステップ606) mul装置6fは、入力y1 ,y2
の積t6 (=y1 ×y 2 )を計算し、add装置6hに
出力する。 ステップ607) add装置6gは、入力t4 ,t5
の和x3 (=x1 2+a(x1 +y1 )(x2
2 ))を計算し、装置6の出力とする。
Step 605) The mul device 6e
Force x1, XTwoProduct ofFive(= X1× x Two) Is calculated and ad
d Output to the device 6g. Step 606) The mul device 6f receives the input y1, YTwo
Product of6(= Y1× y Two) To the add device 6h
Output. Step 607) The add device 6g receives the input tFour, TFive
Sum xThree(= X1xTwo+ A (x1+ Y1) (XTwo+
yTwo)) Is calculated and used as the output of the device 6.

【0057】ステップ608) add装置6hは、入
力t4 ,t6 の和y3 (=y1 2+a(x1 +y1
(x2 +y2 ))を計算し、装置6の出力とする。有限
体の元の乗算計算装置6において、有限体の元の乗算計
算装置6c,6d,6e,6fがwビット以下の乗算の
場合は、図8に示した有限体の元の乗算計算装置7を用
いて実現する。以下図8の乗算計算装置の動作を説明す
る。
Step 608) The add device 6h outputs the sum y 3 (= y 1 y 2 + a (x 1 + y 1 )) of the inputs t 4 and t 6.
(X 2 + y 2 )) is calculated and used as the output of the device 6. In the finite field element multiplication calculation device 6, when the finite field element multiplication calculation devices 6c, 6d, 6e, and 6f perform multiplication of w bits or less, the finite field element multiplication calculation device 7 shown in FIG. It is realized using. Hereinafter, the operation of the multiplication calculation device of FIG. 8 will be described.

【0058】ステップ701) 問い合わせ装置7a
は、入力m1 ,m2 を索引として、乗算テーブル7bか
ら対応するm3 を得る。 ステップ702) 問い合わせ装置7aは、m1 ,m2
の積m3 を出力する。楕円曲線上の群の元の特殊加算計
算装置中で用いられているsqrで記されている有限体
の元の2乗計算装置は、有限体の元の乗算装置(図7)
を用いても実現できるが、2乗用の特別な装置を用いた
方が高速に実装できる。
Step 701) Inquiry device 7a
Obtains the corresponding m 3 from the multiplication table 7b using the inputs m 1 and m 2 as indices. Step 702) The inquiry device 7a determines m 1 , m 2
The product m 3 is output. The finite field element square calculator denoted by sqr used in the element special addition calculation unit of the group on the elliptic curve is a finite field element multiplier (FIG. 7).
However, the use of a special device for squaring can be implemented at a higher speed.

【0059】図9は、本発明の第2の実施例の有限体の
元の2乗計算装置の構成を示し、その特別な装置の構成
であり、同図の構成は、式(2)を実現したものであ
る。同図の装置8は、GF(22n)の2乗をGF
(2n )の2乗計算装置8a,8b,加算計算装置8
c,8e,8f、乗算計算装置8dを用いて実現され
る。GF(2n )の2乗計算装置や加算計算装置、乗算
計算装置は、ビット数を半分にしたGF(22n)の装置
と同様の装置で実現する。n≦wとなったときのGF
(22n)乗算計算装置は、図8に示す有限体の元の乗算
計算装置で実現する。同様に、n≦wとなったときのG
F(22n)2乗計算装置は、図8に示す有限体の元の乗
算計算装置の2入力に同じものを与えることで実現す
る。
FIG. 9 shows the configuration of a device for calculating the original square of a finite field according to the second embodiment of the present invention, which is a special device. The configuration shown in FIG. It has been realized. The device 8 in the figure calculates the square of GF (2 2n ) as GF
(2 n ) square calculators 8a and 8b, adder calculator 8
c, 8e, 8f and the multiplication calculation device 8d. The GF (2 n ) square calculation device, the addition calculation device, and the multiplication calculation device are realized by the same device as the GF (2 2n ) device in which the number of bits is reduced to half. GF when n ≦ w
The (2 2n ) multiplication calculation device is realized by the original multiplication calculation device of a finite field shown in FIG. Similarly, G when n ≦ w
The F (2 2n ) square calculator is realized by giving the same two inputs to the original multiplication calculator of the finite field shown in FIG.

【0060】以下に図9に示す2乗計算装置の動作を説
明する。 ステップ801) sqr装置8aは、入力xの2乗t
1 (=x2 )を計算し、add装置8c,8eに出力す
る。 ステップ802) sqr装置8bは、入力yの2乗t
2 (=y2 )を計算し、add装置8c、8fに出力す
る。
The operation of the square calculator shown in FIG. 9 will be described below. Step 801) The sqr device 8a calculates the square t of the input x.
1 (= x 2 ) is calculated and output to the add devices 8c and 8e. Step 802) The sqr device 8b calculates the square t of the input y.
2 (= y 2 ) is calculated and output to the add devices 8c and 8f.

【0061】ステップ803) add装置8cは、入
力t1 ,t2 の和t3 (=x2 +y 2 )を計算し、mu
l装置8dに出力する。 ステップ804) mul装置8dは、入力t3 と定数
aとの積t4 (=a×(x2 +y2 ))を計算し、ad
d装置8e,8fに出力する。 ステップ805) add装置8eは、入力t1 ,t4
の和x3 (=x2 +a(x2 +y2 ))を計算し、装置
8の出力とする。
Step 803) The add device 8c is turned on.
Force t1, TTwoSum of tThree(= XTwo+ Y Two), And mu
1 output to the device 8d. Step 804) The mul device 8d receives the input tThreeAnd constants
product t with aFour(= A × (xTwo+ YTwo)) And calculate ad
d Output to devices 8e and 8f. Step 805) The add device 8e receives the input t1, TFour
Sum xThree(= XTwo+ A (xTwo+ YTwo)) Calculate and equipment
8 output.

【0062】ステップ806) add装置8fは、入
力t2 ,t4 の和y3 (=y2 +a(x2 +y2 ))を
計算し、装置8の出力とする。楕円曲線上の群の元の特
殊加算計算装置中で用いられているinvで記されてい
る有限体の元の逆元計算装置は、図10のように構成さ
れる。図10は、本発明の第2の実施例の有限体の元の
逆元計算装置の構成を示しており、式(3)を実現した
ものである。同図に示す装置9は、GF(22n)の逆元
をGF(2n )の乗算計算装置9a,9d,9g,9
h、加算計算装置9b,9e、2乗計算装置9c、逆元
計算装置9fを用いて実現される。GF(2n )の乗算
計算装置や、加算計算装置や2乗計算装置や、逆元計算
装置は、ビット数を半分にしたGF(22n)の装置と同
様の装置で実現する。n≦wとなった時のGF(22n
乗算計算装置や2乗計算装置に関しては、図9で説明し
た実現法と同様である。以下図10の動作を説明する。
Step 806) The add device 8f calculates the sum y 3 (= y 2 + a (x 2 + y 2 )) of the inputs t 2 and t 4 and sets the sum as the output of the device 8. An inverse element calculation device for a finite field element denoted by inv used in the special addition calculation device for the group on the elliptic curve is configured as shown in FIG. FIG. 10 shows the configuration of a finite field element inverse element calculation apparatus according to the second embodiment of the present invention, and realizes Expression (3). 9 shown in the figure, GF multiplication calculation device 9a in the inverse element of (2 2n) GF (2 n ), 9d, 9g, 9
h, the addition calculation devices 9b and 9e, the square calculation device 9c, and the inverse calculation device 9f. GF multiplication computing device or (2 n), and addition computation unit and square computing device, inverse calculation device is realized with the same equipment and apparatus GF (2 2n) which halves the number of bits. GF (2 2n ) when n ≦ w
The multiplication calculation device and the square calculation device are the same as the realization method described with reference to FIG. Hereinafter, the operation of FIG. 10 will be described.

【0063】ステップ901) mul装置9aを用い
て入力x,yの積t1 (=x×y)を計算し、add装
置9eに出力する。 ステップ902) add装置9bを用いて入力x,y
の和t2 (=x+y)を計算し、sqr装置9cに出力
する。 ステップ903) sqr装置9cを用いて、入力t2
の2乗t3 (=(x+y)2 を計算し、mul装置9d
に出力する。
Step 901) The product t 1 (= x × y) of the inputs x and y is calculated using the mul device 9a and output to the add device 9e. Step 902) Input x, y using the add device 9b
, And outputs the sum t 2 (= x + y) to the sqr device 9c. Step 903) Input t 2 using the sqr device 9c.
Is calculated as t 3 (= (x + y) 2 , and the mul apparatus 9d
Output to

【0064】ステップ904) mul装置9dを用い
て入力t3 と定数aの積t4 (=a×(x+y)2 )を
計算し、add装置9eに出力する。 ステップ905) add装置9eを用いて入力t1
4 の和t5 (=xy+a(x+y)2 )を計算し、i
nv装置9fに出力する。 ステップ906) inv装置9fを用いて入力t5
逆元t6 (=(xy+a(x+y)2 -1)を計算し、
mul装置9g,9hに出力する。
Step 904) The product t 4 (= a × (x + y) 2 ) of the input t 3 and the constant a is calculated using the mul device 9d, and output to the add device 9e. Step 905) Using the add device 9e, input t 1 ,
Calculate the sum t 5 of t 4 (= xy + a (x + y) 2 )
Output to the nv device 9f. Step 906) Calculate the inverse t 6 (= (xy + a (x + y) 2 ) −1 ) of the input t 5 using the inv device 9f,
Output to the mul devices 9g and 9h.

【0065】ステップ907) mul装置9gを用い
て入力x,t6 の積y3 (=x×(xy+a(x+y)
2 -1)を計算し、装置9の出力とする。 ステップ908) mul装置9hを用いて入力y,t
6 の積x3 (=y×(xy+a(x+y)2 -1を計算
し、装置9の出力とする。 第3の実施例: [楕円曲線上の群の元の2倍算]図11は、本発明の第
3の実施例の楕円曲線上の群の元の2倍算計算装置の構
成を示す。図11の楕円曲線上の群の元の2倍算計算装
置に従って説明する。
Step 907) The product y 3 of the input x and t 6 using the mul device 9g (= xx × (xy + a (x + y))
2 ) -1 ) is calculated and used as the output of the device 9. Step 908) Input y, t using the mul device 9h
6 product x 3 (= y × (xy + a (x + y) 2) -1 is calculated, and the output of the device 9 Third Embodiment. [Group of the original doubling on the elliptic curve] 11 11 shows a configuration of a device for doubling a group on an elliptic curve according to a third embodiment of the present invention, which will be described according to the device for doubling a group on an elliptic curve in FIG.

【0066】この装置は、式(5)により計算できるこ
とに基づいている。 ステップ1001) 問い合わせ装置10aは、入力P
=(x,y)のx=0の場合Q=Oとし、そうでない場
合は、楕円曲線上の群の元の特殊2倍算計算装置10b
にPを渡し、結果Q=2Pを得る。 ステップ1002) 問い合わせ装置10aは、Q(=
2P)を出力する。
This device is based on the fact that it can be calculated by equation (5). Step 1001) The inquiry device 10a receives the input P
= (X, y), if x = 0, then Q = O, otherwise, the special doubling calculator 10b of the group on the elliptic curve
To obtain the result Q = 2P. Step 1002) The inquiry device 10a determines that Q (=
2P) is output.

【0067】楕円曲線上の群の元の2倍算装置中で用い
られている楕円曲線上の群の元の特殊2倍算計算装置1
0bは、図12の様に構成される。図12は、本発明の
第3の実施例の楕円曲線上の群の元の特殊2倍算計算装
置の構成を示す。図12中addで略される装置11
d,11f,11g,11h,11jは、有限体の元の
加算計算装置であり、invで略される装置11bは有
限体の元の逆元計算装置であり、mulで略される装置
11c,11iは、有限体の元の乗算計算装置であり、
sqrで略される装置11a,11eは、有限体の元の
2乗計算装置である。以下図12の動作を説明する。
Special doubling calculation device 1 for group element on elliptic curve used in device for doubling group on elliptic curve
0b is configured as shown in FIG. FIG. 12 shows a configuration of a special doubling calculation device for an original group on an elliptic curve according to the third embodiment of the present invention. Device 11 abbreviated as add in FIG.
d, 11f, 11g, 11h, and 11j are finite field element addition calculation devices, device 11b abbreviated as inv is finite field element inverse device, and device 11c abbreviated as mul. 11i is an original multiplication calculator of a finite field,
Devices 11a and 11e, abbreviated as sqr, are finite field element square calculators. Hereinafter, the operation of FIG. 12 will be described.

【0068】ステップ1101) sqr装置11a
は、入力xの2乗t1 (=x2 )を計算し、add装置
11jに出力する。 ステップ1102) inv装置11bは、入力xの逆
元t2 (=x-1)を計算し、mul装置11cに出力す
る。 ステップ1103) mul装置11cは、入力y,t
2 の積t3 (=x-1×y)を計算し、add装置11d
に出力する。
Step 1101) sqr device 11a
Calculates the square t 1 (= x 2 ) of the input x and outputs it to the add device 11j. Step 1102) The inv device 11b calculates an inverse element t 2 (= x −1 ) of the input x and outputs the result to the mul device 11c. Step 1103) The mul device 11c receives the input y, t
The second product t 3 (= x -1 × y ) calculated, the add device 11d
Output to

【0069】ステップ1104) add装置11d
は、入力x,t3 の和λ(=x+y/x)を計算し、s
qr装置11e、add装置11fに出力する。 ステップ1106) add装置11fは、入力λ、t
4 の和t5 (=λ2 +λ)を計算し、add装置11g
に出力する。 ステップ1107) add装置11gは、入力t5
定数a2 との和x3 (=λ2 +λ+a2 )を計算し、装
置11の出力とする。
Step 1104) add device 11d
Calculates the sum λ (= x + y / x) of inputs x and t 3 ,
Output to the qr device 11e and the add device 11f. Step 1106) The add device 11f receives the input λ, t
Calculate the sum t 5 (= λ 2 + λ) of 4 and add device 11g
Output to Step 1107) The add device 11g calculates the sum x 3 (= λ 2 + λ + a 2 ) of the input t 5 and the constant a 2 and sets it as the output of the device 11.

【0070】ステップ1108) add装置11h
は、入力λと定数1との和t6 (=λ+1)を計算し、
mul装置11iに出力する。 ステップ1109) mul装置11iは、入力x3
6 の積t7 (=(λ+1)x3 )を計算し、add装
置11jに出力する。 ステップ1110) add装置11jは、入力t1
7 の和y3 (=(λ+1)x3 +x2 1)を計算し、装
置11の出力とする。
Step 1108) add device 11h
Calculates the sum t 6 (= λ + 1) of the input λ and the constant 1,
output to the mul device 11i. Step 1109) The mul device 11i outputs the input x 3 ,
The product t 7 (= (λ + 1) x 3 ) of t 6 is calculated and output to the add device 11j. Step 1110) The add device 11j receives the input t 1 ,
the sum y 3 of t 7 (= (λ + 1 ) x 3 + x 2 1) is calculated, and the output of the device 11.

【0071】第4の実施例: [楕円曲線上の群の元の自然数倍算]楕円曲線上の群の
元の自然数倍は、色々な方法で実現できるが、ここで
は、2進計算法(例えば、文献「D.E.Knuth (中川桂介
訳):“準数値算法/算術演算(THE ART OF COMPUTER
PROGRAMMING 第4分冊),”pp.289-290, 算法A, サイ
エンス社、1986」を参照)を用いた実装を図13を用い
て説明する。
Fourth embodiment: [Multiplication of element on natural number of elliptic curve] Natural number multiplication of element on elliptic curve can be realized by various methods. Method (for example, the document "DEKnuth (translated by Keisuke Nakagawa):" The quasi-numerical algorithm / arithmetic operation (THE ART OF COMPUTER)
The implementation using PROGRAMMING, 4th volume), “pp. 289-290, Algorithm A, Science Inc., 1986”) will be described with reference to FIG.

【0072】図13は、本発明の第4の実施例の楕円曲
線上の群の元の自然数倍算計算装置の構成を示す。 ステップ1201) 制御装置12aは、内部変数Q,
Rを、 Q=O R=P と初期化する。
FIG. 13 shows a configuration of a natural number multiplication calculation device for a group on an elliptic curve according to a fourth embodiment of the present invention. Step 1201) The control device 12a sets the internal variables Q,
Initialize R as Q = OR = P.

【0073】ステップ1202) 制御装置12aは、
nの値を調べ、0に一致したなら装置12の出力をQと
し、停止する。 ステップ1203) 制御装置12aは、nの値を調
べ、奇数の場合に、 n←n−1 とし、QとRの値を楕円曲線上の群の元の比較装置12
bを用いて比較し、一致した場合は、楕円曲線上の群の
元の2倍算計算装置12dを用い、一致しない場合は、
楕円曲線上の群の元の加算装置12cを用いて、 Q←Q+R を計算する。
Step 1202) The controller 12a
The value of n is checked, and if it is equal to 0, the output of the device 12 is set to Q and the operation is stopped. Step 1203) The controller 12a checks the value of n. If the value is odd, the controller 12a sets n ← n−1, and sets the values of Q and R to the values of the original comparison device 12 of the group on the elliptic curve.
b, and when they match, the original doubling calculation device 12d of the group on the elliptic curve is used.
Using the original adder 12c of the group on the elliptic curve, Q ← Q + R is calculated.

【0074】ステップ1204) 制御装置12aは、 n←n/2 を計算する。 ステップ1205) 制御装置12aは、楕円曲線上の
群の元の2倍算計算装置12dを用いて、 R←2R ステップ1206) 制御装置12aは、状態をステッ
プ1202にする。
Step 1204) The controller 12a calculates n ← n / 2. Step 1205) The controller 12a uses the original doubling calculator 12d of the group on the elliptic curve, and R ← 2R Step 1206) The controller 12a changes the state to Step 1202.

【0075】なお、上記に示した各装置は、暗号通信や
電子マネー等に適用できる。以下に、楕円曲線を用いた
Diffie-Hellmanの鍵共有法について説明する。この例で
は、システムパラメータを楕円曲線E(GF(2n ))
と、位数の大きな元P∈E(GF(2n ))とする。こ
のとき、鍵生成時には、利用者Uは、正整数xU をラン
ダムに生成し、 YU =xu P を計算する。なお、上記において、xU は秘密鍵を示
し、Yu は、公開鍵である。
Each of the above-described devices can be applied to encrypted communication, electronic money, and the like. Below, we used the elliptic curve
We explain the Diffie-Hellman key agreement method. In this example, the system parameter is set to an elliptic curve E (GF (2 n ))
And an element P∈E (GF (2 n )) having a large order. At this time, at the time of key generation, the user U randomly generates a positive integer x U and calculates Y U = x u P. In the above, x U represents a secret key, Y u is a public key.

【0076】次に、利用者AとBとが鍵共有する状況を
考える。 ステップ1301) Aは何らかの方法で、Bの公開鍵
B を入手する。 ステップ1302) Aは、 KA,B =xA B を計算する。
Next, consider a situation in which users A and B share a key. Step 1301) A obtains B's public key Y B by some method. Step 1302) A calculates K A, B = x A Y B.

【0077】ステップ1303) Bも同様に、 KB,A =xB A を計算する。以上の結果、AとBの間で、鍵KA,B =K
B,A (=xA B P)が共有されている。
[0077] Step 1303) B similarly computes the K B, A = x B Y A. As a result, the key K A, B = K between A and B
B, A (= x A x B P) are shared.

【0078】これに適用することにより、処理速度の高
速化を図ることが可能となる。次に、楕円曲線を用いた
ElGamal 暗号について説明する。システムパラメータを
楕円曲線E(GF(2n ))とし、位数の大きな元をP
∈E(GF(2n ))とする。鍵生成時には、利用者U
は、正整数xU をランダムに生成し、 YU =xU P を計算する。上記において、xU は秘密鍵であり、YU
は公開鍵である。
By applying to this, it is possible to increase the processing speed. Next, using the elliptic curve
The ElGamal encryption will be described. An elliptic curve E (GF (2 n )) is used as a system parameter.
Let と す る E (GF (2 n )). At the time of key generation, user U
Generates a positive integer x U at random and calculates Y U = x UP . In the above, x U is the secret key and Y U
Is the public key.

【0079】ここで、利用者Aに平文Mを暗号化して送
信する状況を考える。 ステップ1401) 何等かの方法で公開鍵YA を入手
する。 ステップ1402) 正整数の乱数rを生成する。 ステップ1403) 暗号文(C1 ,C2 )を以下の式
で計算する。 C1 =rP C2 =M+rYA ステップ1404) ここで、受信者Aは、暗号文(C
1 ,C2 )の復号を以下の式により行い平文を得る。
Here, consider a situation in which plaintext M is encrypted and transmitted to user A. Step 1401) to obtain the public key Y A in what the like of ways. Step 1402) Generate a positive integer random number r. Step 1403) The cipher text (C 1 , C 2 ) is calculated by the following equation. C 1 = rP C 2 = M + rY A step 1404), where the recipient A is ciphertext (C
1 , C 2 ) is decrypted by the following equation to obtain a plaintext.

【0080】M=C2 −xA 1 次に、楕円曲線を用いたElGamal 署名について説明す
る。システムパラメータを楕円曲線E(GF(2n ))
と、位数の大きな元P∈E(GF(2n ))と、楕円曲
線の位数# E(GF(2n ))とし、一方向性ハッシュ
関数をhとして説明する。
M = C 2 −x A C 1 Next, an ElGamal signature using an elliptic curve will be described. Elliptic curve E (GF (2 n ))
When, and order of the large original P∈E (GF (2 n)) , and of order # E elliptic curve (GF (2 n)), describing the one-way hash function as h.

【0081】鍵生成時には、利用者Uは、正整数をxu
をランダムに生成し、 YU =xU P を計算する。ここで、xU は秘密鍵であり、YU は公開
鍵である。次に、利用者Aがデータmに署名する状況を
考える。 ステップ1501) # E(GF(2n ))と互いに素
な正整数kをランダムに選択する。
At the time of key generation, the user U sets a positive integer to x u
They were randomly generated, to calculate the Y U = x U P. Here, x U is a secret key, and Y U is a public key. Next, consider a situation in which the user A signs the data m. Step 1501) # E (GF (2 n)) randomly selects a positive integer k relatively prime with.

【0082】ステップ1502) 以下の式により署名
(R,s)を計算する。 R=kP s=(m−xA h(r))k-1 mod #E(GF
(2n )) 次に、以下の式により署名の正当性を検証する。 mP=h(R)YA +R なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、
特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
Step 1502) The signature (R, s) is calculated by the following equation. R = kP s = (m- x A h (r)) k -1 mod # E (GF
(2 n )) Next, the validity of the signature is verified by the following expression. mP = h (R) Y A + R The present invention is not limited to the embodiments described above,
Various modifications and applications are possible within the scope of the claims.

【0083】[0083]

【発明の効果】上記の実施例に記述した本発明の楕円曲
線上の群の元の加算装置、楕円曲線上の群の元の2倍算
計算装置、楕円曲線上の群の元の自然数倍計算装置をHy
per SPARC/125MHzCPU 上のソフトウェアとして実装し、
Winの方法(Pentium/133MHz)と比較したのが、以下
の表である。
According to the present invention, a device for adding a group element on an elliptic curve according to the present invention, a device for doubling a group element on an elliptic curve, and a natural number for a group element on an elliptic curve Hy fold calculator
implemented as software on per SPARC / 125MHz CPU,
The following table shows a comparison with the Win method (Pentium / 133 MHz).

【0084】[0084]

【表1】 [Table 1]

【0085】測定環境が本発明に示した内容とWinの
方法で異なるが、CPUのワード長が同じであり、ほぼ
同じクロック周波数であるので、実装ハードウェアに関
してはほぼ同じ条件と考えられる。また、上記の表1よ
り本発明では、測定に用いた有限体の大きさが、Win
の方法の実装に用いた有限体の大きさより、かなり大き
いにもかかわらず、本発明による方法による方が速いの
で、本発明の方法の方が優れていると判断できる。
Although the measurement environment differs from the contents shown in the present invention in the Win method, since the word length of the CPU is the same and the clock frequency is almost the same, it is considered that the conditions for the mounting hardware are almost the same. Also, from the above Table 1, in the present invention, the size of the finite field used for the measurement is Win
Although the method according to the present invention is much faster than the size of the finite field used in the implementation of the method, the method according to the present invention is faster, and thus it can be determined that the method according to the present invention is superior.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の楕円曲線上の群の元の
逆元計算装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a device for calculating an inverse element of a group on an elliptic curve according to the first embodiment of this invention;

【図3】本発明の第1の実施例の有限体の元の加算計算
装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a finite field element addition calculation apparatus according to the first embodiment of this invention;

【図4】本発明の第2の実施例の楕円曲線上の群の元の
加算計算装置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus for calculating an original addition of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の楕円曲線上の群の元の
比較装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an original comparison device of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例の楕円曲線上の群の元の
特殊加算計算装置の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a device for special addition of a group on an elliptic curve according to a second embodiment of the present invention;

【図7】本発明の第2の実施例の有限体の元の乗算計算
装置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a finite field element multiplication calculation apparatus according to a second embodiment of this invention.

【図8】本発明の第2の実施例の有限体の元の乗算計算
装置の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a finite field element multiplication calculation apparatus according to a second embodiment of this invention.

【図9】本発明の第2の実施例の有限体の元の2乗計算
装置の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a device for calculating an original square of a finite field according to a second embodiment of the present invention;

【図10】本発明の第2の実施例の有限体の元の逆元計
算装置の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a finite field element inverse element calculation apparatus according to a second embodiment of this invention.

【図11】本発明の第3の実施例の楕円曲線上の群の元
の2倍算計算装置の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a doubling calculation device for an element of a group on an elliptic curve according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例の楕円曲線上の群の元
の特殊2倍算計算装置の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a special doubling calculation device of a group on an elliptic curve according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施例の楕円曲線上の群の元
の自然数倍算計算装置の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a natural number multiplication calculation device of a group on an elliptic curve according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 逆元計算装置 1b 有限式計算手段、有限体の元の加算計算装置 1a 問い合わせ装置 2 加算計算装置 2a 問い合わせ装置 2b wdビット排他的論理和計算装置 3 加算計算装置 3a 問い合わせ装置 3b 楕円曲線上の群の元の逆元計算装置 3c 楕円曲線上の群の元の比較装置 3d 楕円曲線上の群の元の特殊加算計算装置 4 比較装置 4a 問い合わせ装置 4b 2wdビット列比較装置 5 特殊加算計算装置 5a,5c,5f,5g,5h,5i,5k,5l 有
限体の元の加算計算装置 5b 逆元計算装置 5d,5j 有限体の元の乗算計算装置 5e 有限体の元の2乗計算装置 6a,6b,6g,6h 加算計算装置 6c,6d,6e,6f 乗算計算装置 7 有限体の元の乗算計算装置 7a 問い合わせ装置 7b 乗算テーブル 8 有限体の元の2乗計算装置 8a,8b 2乗計算装置 8c,8e,8f 加算計算装置 8d 乗算計算装置 9 有限体の逆元計算装置 9a,9d,9g,9h 乗算計算装置 9b,9c 加算計算装置 9b,9e 2乗計算装置 9c 2乗計算装置 9f 逆元計算装置 10 2倍算計算装置 10a 問い合わせ装置 10b 楕円曲線上の群の元の特殊2倍算計算装置 11 特殊2倍算計算装置 11d,11f,11g,11h,11j 有限体の元
の加算計算装置 11b 有限体の元の逆元計算装置 11c,11i 有限体の元の乗算計算装置 11a,11e 有限体の元の2乗計算装置 12 自然数倍算計算装置 12a 制御装置 12b 楕円曲線上の群の元の比較装置 12c 楕円曲線上の群の元の加算計算装置 12d 楕円曲線上の群の元の2倍計算装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverse element calculation device 1b Finite formula calculation means, addition calculation device of finite field element 1a Inquiry device 2 Addition calculation device 2a Query device 2b wd bit exclusive-OR calculation device 3 Addition calculation device 3a Query device 3b On elliptic curve Group element inverse element calculation device 3c Group element comparison device on elliptic curve 3d Group element special addition calculation device on elliptic curve 4 Comparison device 4a Query device 4b 2wd bit string comparison device 5 Special addition calculation device 5a, 5c, 5f, 5g, 5h, 5i, 5k, 5l Finite element addition calculator 5b Inverse element calculator 5d, 5j Finite element multiplication calculator 5e Finite element square calculator 6a, 6b , 6g, 6h Addition calculation device 6c, 6d, 6e, 6f Multiplication calculation device 7 Original multiplication calculation device of finite field 7a Query device 7b Multiplication table 8 Yes Elemental square calculator 8a, 8b Square calculator 8c, 8e, 8f Addition calculator 8d Multiplication calculator 9 Inverse element calculator for finite field 9a, 9d, 9g, 9h Multiplication calculator 9b, 9c Addition Calculation device 9b, 9e Square calculation device 9c Square calculation device 9f Inverse element calculation device 10 Double calculation device 10a Inquiry device 10b Special double calculation device of group element on elliptic curve 11 Special double calculation device 11d, 11f, 11g, 11h, 11j Addition device for finite field element 11b Inversion element device for finite field element 11c, 11i Multiplication calculation device for finite field element 11a, 11e Element square calculation device for finite field 12 Natural Number Multiplication Unit 12a Controller 12b Group Element Comparison Unit on Elliptic Curve 12c Group Element Addition Unit on Elliptic Curve 12d Double Element Group Calculation Unit on Elliptic Curve

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有限体GF(22n)上の楕円曲線E(G
F(22n))上の群の無限遠点Οでない元をアフィン座
標(x,y)で表したとき、群の逆元(i,j)は、
x,yの有理式で表せることを用いて、有理式を計算す
る有理式手段を用いて楕円曲線上の群の元の逆元を求め
る逆元計算手段を有することを特徴とする楕円曲線上の
群演算装置。
1. An elliptic curve E (G) on a finite field GF (2 2n )
F (2 2n )), when an element that is not an infinity point Ο of a group is represented by affine coordinates (x, y), the inverse element (i, j) of the group is
using a rational expression for calculating a rational expression using a rational expression of x and y, comprising an inverse element calculating means for calculating an inverse element of an element of the group on the elliptic curve using a rational expression means Group operation device.
【請求項2】 有限体GF(22n)上の楕円曲線E(G
F(22n))上の群の無限遠点Οでない2つの元をアフ
ィン座標(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 )で表したと
き、和 (x3 ,y3 ) =(x1 ,y1 )+(x2 ,y2 ) のx3 ,y3 は、 (x1 ,y1 )≠(x2 ,y2 )かつ(x1 ,y1 )≠
−(x2 ,y2 ) であるとき、x1 ,y1 ,x2 ,y2 の有理式で表せる
ことを利用して、有理式を計算する有理式計算手段を用
いて楕円曲線上の群の元の和を求める加算計算手段を有
することを特徴とする楕円曲線上の群演算装置。
2. An elliptic curve E (G) on a finite field GF (2 2n )
When two elements of the group on F (2 2n )) that are not infinity point Ο are represented by affine coordinates (x 1 , y 1 ) and (x 2 , y 2 ), the sum (x 3 , y 3 ) = X 3 and y 3 of (x 1 , y 1 ) + (x 2 , y 2 ) are (x 1 , y 1 ) {(x 2 , y 2 ) and (x 1 , y 1 )}.
− (X 2 , y 2 ), the rational expression of x 1 , y 1 , x 2 , y 2 can be used to express the rational expression on the elliptic curve using the rational expression calculating means for calculating the rational expression. A group operation device on an elliptic curve, comprising an addition calculating means for obtaining a sum of group elements.
【請求項3】 有限体GF(22n)上の楕円曲線E(G
F(22n))上の群の無限遠点Οでない元をアフィン座
標(x,y)で表したとき、2倍(x3 ,y 3 )=2
(x,y)のx3 ,y3 は、(x,y)≠−(x,y)
であるとき、x,yの有理式で表せることを利用して、
有理式を計算する有理式計算手段を用いて、楕円曲線上
の群の元の2倍を求める2倍計算手段を有することを特
徴とする楕円曲線上の群演算装置。
3. A finite field GF (22n) On the elliptic curve E (G
F (22n)) The affine constellation of the above group that is not at infinity point Ο
When represented by the standard (x, y), double (xThree, Y Three) = 2
X of (x, y)Three, YThreeIs (x, y) ≠ − (x, y)
And using the rational expression of x and y,
Using rational formula calculation means to calculate rational formulas,
It has a doubling calculation means for finding twice the original of the group of
A group operation device on the elliptic curve to be featured.
【請求項4】 有限体GF(22n)上の楕円曲線E(G
F(22n))上の群の無限遠点Οでない元をアフィン座
標(x,y)で表したとき、自然数n倍(x 3 ,y3
=n(x,y)のx3 ,y3 は、逆元計算手段、加算計
算手段、2倍計算手段を組み合わせることにより計算可
能であることを利用して、前記有理式を計算する有理式
計算手段を用いて、楕円曲線上の群の元の自然数倍を求
める自然数倍計算手段を有する請求項1、2、及び3記
載の楕円曲線上の群演算装置。
4. A finite field GF (22n) On the elliptic curve E (G
F (22n)) The affine constellation of the above group that is not at infinity point Ο
When represented by a standard (x, y), it is a natural number n times (x Three, YThree)
= X of n (x, y)Three, YThreeMeans inverse element calculation means, adder
Calculation is possible by combining calculation means and double calculation means.
A rational expression that calculates the rational expression by using the ability
Using calculation means, find the natural number multiple of the group on the elliptic curve
4. The method according to claim 1, further comprising a natural number multiplying means.
Group operation device on elliptic curve.
【請求項5】 前記有理式計算手段は、 多項式p,q∈GF(22n)[X1 ,X2 ,…,Xr
の計算中に表れるGF(22n)上の乗算を式 【数1】 により計算し、 qのGF(22n)上の逆元q-1を式 【数2】 により計算し、 p,qを計算したときと同様に、前記の乗算式を繰り返
し適用することで、p×q-1を計算することにより、有
理式 【数3】 を計算する手段とを有する請求項1乃至4記載の楕円曲
線上の群演算装置。
5. The rational expression calculating means includes: a polynomial p, q∈GF (2 2n ) [X 1 , X 2 ,..., X r ]
The multiplication on GF (2 2n ) that appears during the calculation of And the inverse element q −1 of q on GF (2 2n ) is calculated by the following equation. As in the case of calculating p and q, by repeatedly applying the above-described multiplication formula, by calculating p × q −1 , the rational expression 5. The group operation device on an elliptic curve according to claim 1, further comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006262184A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Mitsubishi Electric Corp Authority possession apparatus, authority borrowing apparatus, control unit, authority delegation system, authority possession program and authority possession method
US7680272B2 (en) 2003-12-24 2010-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Inverse calculation circuit, inverse calculation method, and storage medium encoded with computer-readable computer program code
JP2014044264A (en) * 2012-08-24 2014-03-13 Panasonic Corp Secret distribution device and secret distribution program

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