Algoritmo de amplificación de privacidad de alta velocidad y ahorro de memoria utilizando una función hash basada en LFSR para la generación de claves
Autores: Bai, Enjian; Jiang, Xue-qin; Wu, Yun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Algoritmo de amplificación de privacidad de alta velocidad y ahorro de memoria utilizando una función hash basada en LFSR para la generación de claves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Amplificación de privacidad
Generación de clave
Distribución de clave cuántica
Matriz Toeplitz
Función hash
Rendimiento de aleatoriedad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La amplificación de privacidad es un procedimiento indispensable para la generación de claves en el sistema de distribución de claves cuánticas y el sistema de distribución de claves de capa física. En este documento, proponemos un algoritmo de amplificación de privacidad de alta velocidad que ahorra memoria de hardware y mejora el rendimiento de la aleatoriedad de la clave. Basado en la optimización de la estructura de la matriz Toeplitz generada por un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, el núcleo de nuestro algoritmo es una función hash de estructura iterativa por bloques que se utiliza para generar una clave segura de longitud arbitraria. El algoritmo propuesto adopta múltiples matrices pequeñas de Toeplitz para comprimir la clave de negociación para una implementación conveniente. La clave negociada se divide equitativamente en múltiples bloques pequeños, y la operación de multiplicación de la clave negociada con la matriz Toeplitz se convierte en una operación de adición modular a través de un acumulador. Los resultados del análisis demuestran que el algoritmo tiene las ventajas de ahorrar memoria y ejecutarse rápidamente. Además, las pruebas de aleatoriedad de NIST y el efecto avalancha en las secuencias de claves indican que el algoritmo propuesto tiene un rendimiento favorable.
Descripción
La amplificación de privacidad es un procedimiento indispensable para la generación de claves en el sistema de distribución de claves cuánticas y el sistema de distribución de claves de capa física. En este documento, proponemos un algoritmo de amplificación de privacidad de alta velocidad que ahorra memoria de hardware y mejora el rendimiento de la aleatoriedad de la clave. Basado en la optimización de la estructura de la matriz Toeplitz generada por un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal, el núcleo de nuestro algoritmo es una función hash de estructura iterativa por bloques que se utiliza para generar una clave segura de longitud arbitraria. El algoritmo propuesto adopta múltiples matrices pequeñas de Toeplitz para comprimir la clave de negociación para una implementación conveniente. La clave negociada se divide equitativamente en múltiples bloques pequeños, y la operación de multiplicación de la clave negociada con la matriz Toeplitz se convierte en una operación de adición modular a través de un acumulador. Los resultados del análisis demuestran que el algoritmo tiene las ventajas de ahorrar memoria y ejecutarse rápidamente. Además, las pruebas de aleatoriedad de NIST y el efecto avalancha en las secuencias de claves indican que el algoritmo propuesto tiene un rendimiento favorable.