2. Вычисление 16-битного хеш-образа сообщения

Первым этапом является сжатие 48-битного сообщения до фиксированного размера. Подпрограмма calc_simple_hash выполняет последовательное XOR-преобразование всех трёх частей сообщения:

h_0 = (msg_0 XOR 0xAAAA) XOR msg_1 XOR msg_2

h_0 = (0x1111 XOR 0xAAAA) XOR 0x2222 XOR 0x3333

h_0 = 0xBBBB XOR 0x2222 XOR 0x3333

h_0 = 0x9999 XOR 0x3333

h_0 = 0xAAAA

Результатом является 16-битный хеш-образ:

Рисунок 17 – 16-битный хеш-образ

Этот компактный дайджест и будет использоваться для формирования цифровой подписи.

2. Формирование цифровой подписи

На втором этапе процессор выполняет операцию возведения 16-битного хеша H в степень секретного ключа d по модулю n: S = H^d mod n.

Подпрограмма UMN_step реализует этот алгоритм методом «банка степеней». После выполнения вычислений результат (цифровая подпись S) сохраняется в переменной s_0 и выводится в порт IO(2).

В результате моделирования была получена подпись:

Рисунок 18 – Готовая цифровая подпись

2. Процедура аутентификации (верификация подписи)

Для проверки корректности работы системы реализована процедура аутентификации. Подпрограмма verify_signature выполняет обратное преобразование: возведение полученной подписи S в степень открытого ключа e по модулю n: H’=S^e mod n.

Если система работает корректно, восстановленный хеш H' должен быть равен исходному хешу H.

Результаты верификации:

Рисунок 19 – Восстановленный хеш H'

Сравнение значений H и H' дало положительный результат, что подтверждается выводом в порт IO(2) значения 0xFFFF (признак успешной аутентификации).

2. Выводы

Анализ результатов моделирования показал, что:

1. Программное обеспечение корректно сжимает 48-битное сообщение до 16-битного хеша.

2. Алгоритм RSA успешно формирует 16-битную цифровую подпись на основе этого хеша.

3. Процедура аутентификации подтверждает подлинность подписи, восстанавливая исходный хеш.

Таким образом, разработанное ПО полностью соответствует поставленной задаче: реализация на сигнальном процессоре криптосистемы по алгоритму RSA для 48-разрядных данных с формированием цифровой подписи и аутентификацией на основе 16-битной хеш-функции. Цель курсового проекта достигнута.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта была успешно реализована микропроцессорная криптографическая система на основе сигнального процессора ADSP-2181, предназначенная для формирования цифровой подписи по алгоритму RSA в расширенных полях Галуа.

Согласно техническому заданию, система обрабатывает 48-битное исходное сообщение, которое с помощью хеш-функции сжимается до 16-битного хеш-образа. Именно этот 16-битный хеш используется в качестве основания при вычислении цифровой подписи S = H^d (mod n)

Алгоритм хеш-функции выбран в упрощённой форме (XOR-преобразование) и носит демонстрационный характер, однако полностью удовлетворяет требованию ТЗ: подпись формируется для 16-битного хеша.

Несмотря на архитектурные ограничения 16-разрядного сигнального процессора, удалось реализовать корректную работу всех компонентов системы: хеширование, формирование цифровой подписи и проверка аутентификации. Результаты моделирования подтвердили, что восстановленный в ходе верификации хеш-образ полностью совпадает с исходным, что доказывает корректность работы алгоритма RSA.

Таким образом, разработанное программное обеспечение полностью соответствует цели и требованиям технического задания курсового проекта — реализации на сигнальном процессоре криптосистемы по алгоритму RSA в расширенных полях Галуа для 48-разрядных данных с формированием цифровой подписи и аутентификацией на основе 16-битной хеш-функции.