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基于理想格的公钥加密方案快速实现技术研究
1
作者
王伯宇
高海英
《密码学报》
CSCD
2023年第4期852-861,共10页
在基于理想格和模格的公钥加密方案中,多项式环上的乘法运算是影响方案实现效率的重要模块,而该模块通常可通过数论变换(number theoretic transform,NTT)来快速实现.本文采用结合Karatsuba算法的带预处理的NTT(preprocess-then-NTT wit...
在基于理想格和模格的公钥加密方案中,多项式环上的乘法运算是影响方案实现效率的重要模块,而该模块通常可通过数论变换(number theoretic transform,NTT)来快速实现.本文采用结合Karatsuba算法的带预处理的NTT(preprocess-then-NTT with Karatsuba,KNTT),提升格公钥加密方案的实现效率.在使用KNTT前,通过改进采样和密文打(解)包结果的存储方式来调整多项式环元素的数据结构,使之直接适用KNTT,从而省去KNTT算法中的预处理和组合环节.改进了KNTT中的NTT变换的实现方式,进一步提高格公钥加密方案的实现效率.KYBER是NIST在第三轮评选中决定标准化的格公钥密码算法,本文将上述改进技术应用于KYBER类加密方案,得到了KNTT-based KYBER算法,与KYBER.CPAPKE相比,密钥生成实现效率提高了5%–8%,加密实现效率提高了7%–10%,解密实现效率提高了9%–10%.
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关键词
格公钥密码
容错学习问题
KYBER类加密方案
数论变换
结合Karatsuba的带预处理的数论变换
下载PDF
职称材料
基于2KNTT的多项式乘法单元设计
2
作者
陈韬
李慧琴
+2 位作者
吴艾青
李伟
南龙梅
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期455-467,共13页
在格基抗量子公钥密码算法的基础运算中,多项式乘法在硬件实现上消耗大量的时间.为提高实际运算性能,本文通过分析多项式乘法运算中数论变换的快速实现算法,提出一种面向CRYSTALS-Kyber算法、适应硬件实现的2n次单位根预处理型快速数论...
在格基抗量子公钥密码算法的基础运算中,多项式乘法在硬件实现上消耗大量的时间.为提高实际运算性能,本文通过分析多项式乘法运算中数论变换的快速实现算法,提出一种面向CRYSTALS-Kyber算法、适应硬件实现的2n次单位根预处理型快速数论变换算法架构,利用小位宽数论变换的并行处理与复杂度低的计算形式来减少运算时间.整体运算架构在结合算法特殊性质后,确定了32路并行的设计模型.在此基础上,设计了一种与该架构匹配的统一化运算单元和数据读写不冲突、地址分配最优的存储单元.实验结果表明,在65 nm的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺下,97 ns完成一组项数为256、模数为3329的多项式乘法运算,花费108个周期,最高工作频率可达到1.1 GHz,面积时间积为20.7(kGE·μs).
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关键词
格基抗量子公钥密码算法
CRYSTALS-Kyber
多项式乘法
2KNTT
硬件实现
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职称材料
格上的高效代理签名
被引量:
6
3
作者
江明明
胡予濮
+2 位作者
王保仓
王凤和
来齐齐
《北京邮电大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第3期89-92,共4页
为了提高格上代理签名的效率,利用无陷门签名和小范数矩阵传递技术,构造了一个代理签名方案.方案中的小范数矩阵传递技术可以控制代理签名私钥维数,使得代理签名私钥的维数小于原始用户签名私钥的维数.方案的安全性基于格上的小整数解...
为了提高格上代理签名的效率,利用无陷门签名和小范数矩阵传递技术,构造了一个代理签名方案.方案中的小范数矩阵传递技术可以控制代理签名私钥维数,使得代理签名私钥的维数小于原始用户签名私钥的维数.方案的安全性基于格上的小整数解困难问题,与原有结果相比,降低了代理签名私钥和代理签名的尺寸.
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关键词
代理签名
格公钥密码
小整数解问题
盆景树
原文传递
题名
基于理想格的公钥加密方案快速实现技术研究
1
作者
王伯宇
高海英
机构
信息工程大学
出处
《密码学报》
CSCD
2023年第4期852-861,共10页
基金
国家自然科学基金(61902428,61702548)。
文摘
在基于理想格和模格的公钥加密方案中,多项式环上的乘法运算是影响方案实现效率的重要模块,而该模块通常可通过数论变换(number theoretic transform,NTT)来快速实现.本文采用结合Karatsuba算法的带预处理的NTT(preprocess-then-NTT with Karatsuba,KNTT),提升格公钥加密方案的实现效率.在使用KNTT前,通过改进采样和密文打(解)包结果的存储方式来调整多项式环元素的数据结构,使之直接适用KNTT,从而省去KNTT算法中的预处理和组合环节.改进了KNTT中的NTT变换的实现方式,进一步提高格公钥加密方案的实现效率.KYBER是NIST在第三轮评选中决定标准化的格公钥密码算法,本文将上述改进技术应用于KYBER类加密方案,得到了KNTT-based KYBER算法,与KYBER.CPAPKE相比,密钥生成实现效率提高了5%–8%,加密实现效率提高了7%–10%,解密实现效率提高了9%–10%.
关键词
格公钥密码
容错学习问题
KYBER类加密方案
数论变换
结合Karatsuba的带预处理的数论变换
Keywords
lattice
-
based
public-key cryptography
learning
with
Errors
KYBER-like
cryptography
number
theoretic
transform
preprocess-then-NTT
with
Karatsuba
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
下载PDF
职称材料
题名
基于2KNTT的多项式乘法单元设计
2
作者
陈韬
李慧琴
吴艾青
李伟
南龙梅
机构
中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期455-467,共13页
基金
国家自然科学基金(No.61404175)
国家科技重大专项(No.2018ZX01027101-00)。
文摘
在格基抗量子公钥密码算法的基础运算中,多项式乘法在硬件实现上消耗大量的时间.为提高实际运算性能,本文通过分析多项式乘法运算中数论变换的快速实现算法,提出一种面向CRYSTALS-Kyber算法、适应硬件实现的2n次单位根预处理型快速数论变换算法架构,利用小位宽数论变换的并行处理与复杂度低的计算形式来减少运算时间.整体运算架构在结合算法特殊性质后,确定了32路并行的设计模型.在此基础上,设计了一种与该架构匹配的统一化运算单元和数据读写不冲突、地址分配最优的存储单元.实验结果表明,在65 nm的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺下,97 ns完成一组项数为256、模数为3329的多项式乘法运算,花费108个周期,最高工作频率可达到1.1 GHz,面积时间积为20.7(kGE·μs).
关键词
格基抗量子公钥密码算法
CRYSTALS-Kyber
多项式乘法
2KNTT
硬件实现
Keywords
lattice
-
based
post-quantum
public-key cryptography
CRYSTALS-Kyber
polynomial
multiplication
2KNTT
hardware
design
分类号
TN402 [电子电信—微电子学与固体电子学]
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
下载PDF
职称材料
题名
格上的高效代理签名
被引量:
6
3
作者
江明明
胡予濮
王保仓
王凤和
来齐齐
机构
西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室
山东建筑大学理学院
出处
《北京邮电大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第3期89-92,共4页
基金
国家自然科学基金项目(61173151
61173152)
+1 种基金
国家自然科学基金青年基金项目(61100229
61303198)
文摘
为了提高格上代理签名的效率,利用无陷门签名和小范数矩阵传递技术,构造了一个代理签名方案.方案中的小范数矩阵传递技术可以控制代理签名私钥维数,使得代理签名私钥的维数小于原始用户签名私钥的维数.方案的安全性基于格上的小整数解困难问题,与原有结果相比,降低了代理签名私钥和代理签名的尺寸.
关键词
代理签名
格公钥密码
小整数解问题
盆景树
Keywords
proxy
signature
lattice
-
based
public
key
cryptography
small
integer
solution
problem
bonsai
tree
分类号
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于理想格的公钥加密方案快速实现技术研究
王伯宇
高海英
《密码学报》
CSCD
2023
0
下载PDF
职称材料
2
基于2KNTT的多项式乘法单元设计
陈韬
李慧琴
吴艾青
李伟
南龙梅
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
格上的高效代理签名
江明明
胡予濮
王保仓
王凤和
来齐齐
《北京邮电大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
6
原文传递
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