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Arquitectura ligera para multiplicación escalar de curva elíptica sobre campo primo

Autores: Hao, Yue; Zhong, Shun"an; Ma, Mingzhi; Jiang, Rongkun; Huang, Shihan; Zhang, Jingqi; Wang, Weijiang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Arquitectura ligera para multiplicación escalar de curva elíptica sobre campo primo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Curva elíptica
Multiplicación escalar
Campo finito
Arquitectura
Plataforma FPGA
Diseños livianos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este papel, presentamos una nueva arquitectura de multiplicación escalar de curva elíptica ligera para curvas de Weierstrass aleatorias sobre un campo primo. La multiplicación escalar de la curva elíptica se ejecuta en coordenadas Jacobianas basadas en el algoritmo de la escalera de Montgomery con aritmética de coordenadas Z comunes solo (X, Y). A nivel de operación de campo finito, el multiplicador modular basado en sumadores y el divisor modular se optimizan mediante el método de pre-cálculo para reducir la ruta crítica manteniendo un bajo consumo de recursos. A nivel de operación de grupo, los métodos de suma de puntos y duplicación de puntos en aritmética de coordenadas Z comunes solo (X, Y) se modifican para mejorar el paralelismo de cálculo. Se presenta un método de programación compacto para mejorar el rendimiento de la arquitectura, que incluye una programación adecuada de las operaciones de campo finito y conexiones de registros específicas. En comparación con los trabajos existentes, nuestro diseño se implementa en la plataforma FPGA sin utilizar DSP o BRAM para una mayor portabilidad. Utiliza 6.4~6.5k slices en Kintex-7, Virtex-7 y FPGA ZYNQ y ejecuta una multiplicación escalar de curva elíptica para un tamaño de campo de 256 bits en 1.73 ms, 1.70 ms y 1.80 ms, respectivamente. Además, nuestro diseño es resistente a ataques de tiempo, ataques de análisis de potencia simple y ataques de error seguro. Esta arquitectura supera a la mayoría de los diseños ligeros de última generación en términos de productos de área-tiempo.

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