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Crystal-Kyber算法的FPGA高效并行优化
1
作者
吕
顺
森
李斌
+2 位作者
翟嘉琪
李松岐
周清雷
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1679-1689,共11页
多项式乘法运算制约着基于格的后量子密码在现实中的应用.为提高后量子密码Crystal_Kyber算法的性能效率,减少运行时间,降低多项式乘法的影响,本文设计了一种新的蝶形运算单元对素模q=3329的Kyber方案进行优化.首先,采用16路并行调度新...
多项式乘法运算制约着基于格的后量子密码在现实中的应用.为提高后量子密码Crystal_Kyber算法的性能效率,减少运行时间,降低多项式乘法的影响,本文设计了一种新的蝶形运算单元对素模q=3329的Kyber方案进行优化.首先,采用16路并行调度新型蝶形运算单元的方式执行算法,缩短了计算周期;其次,使用流水线技术以及改进的K2RED算法,设计实现新型蝶形运算单元,用于降低资源消耗;最后,利用多RAM的方式存储数据,并且多通道优化RAM,允许数据交替存储在RAM中,提高资源复用率.实验结果表明,本文优化后的数论变换(Number Theoretic Transform,NTT)、逆数论变换(Inverse NTT,INTT)、点对位相乘(Point-Wise Multiplication,PWM)的效率达到200 MHz,合并执行Kyber效率达到175 MHz,优于其他方案,具有良好的性能.
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关键词
后量子密码
Crystal-Kyber
K2RED
蝶形运算
多项式乘法
硬件效率
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职称材料
题名
Crystal-Kyber算法的FPGA高效并行优化
1
作者
吕
顺
森
李斌
翟嘉琪
李松岐
周清雷
机构
郑州大学计算机与人工智能学院
数字工程与先进计算国家重点实验室
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1679-1689,共11页
基金
国家自然科学基金(No.61702518)。
文摘
多项式乘法运算制约着基于格的后量子密码在现实中的应用.为提高后量子密码Crystal_Kyber算法的性能效率,减少运行时间,降低多项式乘法的影响,本文设计了一种新的蝶形运算单元对素模q=3329的Kyber方案进行优化.首先,采用16路并行调度新型蝶形运算单元的方式执行算法,缩短了计算周期;其次,使用流水线技术以及改进的K2RED算法,设计实现新型蝶形运算单元,用于降低资源消耗;最后,利用多RAM的方式存储数据,并且多通道优化RAM,允许数据交替存储在RAM中,提高资源复用率.实验结果表明,本文优化后的数论变换(Number Theoretic Transform,NTT)、逆数论变换(Inverse NTT,INTT)、点对位相乘(Point-Wise Multiplication,PWM)的效率达到200 MHz,合并执行Kyber效率达到175 MHz,优于其他方案,具有良好的性能.
关键词
后量子密码
Crystal-Kyber
K2RED
蝶形运算
多项式乘法
硬件效率
Keywords
post quantum cryptography
Crystal-Kyber
K2RED
butterfly arithmetic
polynomial multiplication
hardware efficiency
分类号
TP313 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Crystal-Kyber算法的FPGA高效并行优化
吕
顺
森
李斌
翟嘉琪
李松岐
周清雷
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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职称材料
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