基于Co-Z的雙域標(biāo)量乘與基于格的多項(xiàng)式乘法器的硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、橢圓曲線密碼體制（ECC）相比RSA擁有更高安全性、更小存儲空間以及更低帶寬要求，已經(jīng)被工業(yè)界廣泛應(yīng)用于安全性要求高的芯片中。但是ECC的安全性所依賴的數(shù)學(xué)難題——離散對數(shù)問題，已經(jīng)被證明不能抵御量子攻擊，公鑰密碼學(xué)領(lǐng)域在探索一種安全高效的后量子密碼體制，格密碼體制作為后量子密碼體系的候選之一受到廣泛關(guān)注，尤其是格密碼的硬件設(shè)計(jì)仍處于探索階段。本課題的目的是在現(xiàn)階段主流方向ECC上設(shè)計(jì)一種新型算法并提供一種可靠高效的硬件實(shí)現(xiàn)方案；另一方

2、面在未來后量子密碼體制研究中努力縮減加解密時(shí)間和空間開銷，使得基于格的加密體系替代目前主流的加密體系成為一種可能。
　　本課題首先在 ECC的研究方面對素?cái)?shù)域的 Co-Z方法進(jìn)行深入研究，依據(jù)Co-Z Protected NAF算法，提出一種高效的雙域可配置硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，能夠平衡速度與面積因素，使效能達(dá)到最優(yōu)，這種架構(gòu)不僅具備虛假操作的規(guī)范性優(yōu)點(diǎn)，另外還能夠有效防止安全錯(cuò)誤攻擊。通過ASIC設(shè)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)了所提出的架構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

3、明本課題提出的Co-Z Protected NAF硬件架構(gòu)在素?cái)?shù)域?qū)Ρ萈rotected NAF有1.36倍的速度提升，同時(shí)在擴(kuò)展到二元擴(kuò)域的時(shí)候能夠抵消30.7％的虛假操作。此外因?yàn)樗惴▋H在標(biāo)量乘層次上進(jìn)行優(yōu)化，因此僅產(chǎn)生不到1％的額外面積成本來實(shí)現(xiàn)其改進(jìn)的時(shí)間復(fù)雜度和安全性。
　　其次，在后量子密碼體制研究中主要針對LWE（Learning With Error）問題構(gòu)造的密碼系統(tǒng)，為了充分復(fù)用有限資源，合理利用并行結(jié)構(gòu)和流水