本文主要对基于FPGA芯片的椭圆曲线密码算法的实现及优化设计进行了研究。由于点乘运算极大影响了椭圆曲线密码系统的加/解密速度,本文对点乘运算的FPGA设计进行了重点优化。首先比较分析了三种点乘算法,从运算复杂度的角度确定了蒙哥马里算法是最利于FPGA芯片实现的。然后根据蒙哥马里算法,用Verilog HDL语言实现了基于FPGA芯片的椭圆域中的基本运算(模加、模乘、模平方和模逆)。通过三种模乘算法在FPGA上的实现,设计出一种串并混合的乘法器,达到了面积与速度的最佳匹配。根据模平方运算自身的特点,选用了多项式基进行运算,使模平方运算在一个时钟周期完成,比直接调用模乘运算提高一半以上的速度。为了减少运算器件,节约FPGA的资源,将模逆运算转化为模乘运算和模平方运算的迭代。并将模加、模乘、模平方运算集中设计成了一个多功能运算器,使控制电路更加简单。接着利用Modelsim对本课题设计的硬件系统进行了仿真实验,验证了所设计的硬件系统完成了椭圆曲线密码算法在FPGA上的实现。最后使用Synplify Pro进行综合及布局布线,综合报告文件证明了本课题所设计的ECC加密系统达到了优化芯片速度和面积的目的。