Eficiente-programación de criptoprocesadores basados en multiplicadores paralelos de Anillo-LWE
Autores: Nguyen Tan, Tuy; Lee, Hanho
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Eficiente-programación de criptoprocesadores basados en multiplicadores paralelos de Anillo-LWE
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfoque eficiente
Cifrado
Descifrado
Operación de multiplicación
Rendimiento
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una arquitectura novedosa para criptoprocesadores de anillo de aprendizaje con errores (LWE) que utiliza un enfoque eficiente en las operaciones de cifrado y descifrado. Al programar multiplicadores para trabajar en paralelo, se reduce significativamente el tiempo de cifrado y descifrado. Además, las multiplicaciones polinómicas se realizan utilizando multiplicadores de transformación numérica teórica (NTT) basados en arquitectura de retroalimentación de múltiples retardos (MDF) de radix-2 y radix-8 para acelerar la operación de multiplicación. Para reducir la complejidad del hardware de un multiplicador NTT, se eliminan tres operaciones de inversión de bits durante los procesos NTT e inverso NTT (INTT). Las adiciones polinómicas en la fase de cifrado de anillo-LWE también se organizan para trabajar simultáneamente y reducir la latencia. Como resultado, los criptoprocesadores de anillo-LWE basados en multiplicadores paralelos de programación eficiente propuestos pueden lograr un mayor rendimiento y eficiencia en comparación con las arquitecturas existentes. Los criptoprocesadores de anillo-LWE propuestos se sintetizan y verifican utilizando Xilinx VIVADO en una placa de matriz de compuerta programable en campo (FPGA) Virtex-7. Con parámetros de seguridad y 12,289, los criptoprocesadores propuestos utilizando multiplicadores de retroalimentación de un solo camino (SDF) de radix-2, MDF de radix-2 y MDF de radix-8 realizan el cifrado en 4.58 s, 1.97 s y 0.89 s, y el descifrado en 4.35 s, 1.82 s y 0.71 s, respectivamente. Una comparación del rendimiento y la eficiencia obtenidos con los de estudios anteriores demuestra que los criptoprocesadores propuestos logran un mejor rendimiento.
Descripción
Este documento presenta una arquitectura novedosa para criptoprocesadores de anillo de aprendizaje con errores (LWE) que utiliza un enfoque eficiente en las operaciones de cifrado y descifrado. Al programar multiplicadores para trabajar en paralelo, se reduce significativamente el tiempo de cifrado y descifrado. Además, las multiplicaciones polinómicas se realizan utilizando multiplicadores de transformación numérica teórica (NTT) basados en arquitectura de retroalimentación de múltiples retardos (MDF) de radix-2 y radix-8 para acelerar la operación de multiplicación. Para reducir la complejidad del hardware de un multiplicador NTT, se eliminan tres operaciones de inversión de bits durante los procesos NTT e inverso NTT (INTT). Las adiciones polinómicas en la fase de cifrado de anillo-LWE también se organizan para trabajar simultáneamente y reducir la latencia. Como resultado, los criptoprocesadores de anillo-LWE basados en multiplicadores paralelos de programación eficiente propuestos pueden lograr un mayor rendimiento y eficiencia en comparación con las arquitecturas existentes. Los criptoprocesadores de anillo-LWE propuestos se sintetizan y verifican utilizando Xilinx VIVADO en una placa de matriz de compuerta programable en campo (FPGA) Virtex-7. Con parámetros de seguridad y 12,289, los criptoprocesadores propuestos utilizando multiplicadores de retroalimentación de un solo camino (SDF) de radix-2, MDF de radix-2 y MDF de radix-8 realizan el cifrado en 4.58 s, 1.97 s y 0.89 s, y el descifrado en 4.35 s, 1.82 s y 0.71 s, respectivamente. Una comparación del rendimiento y la eficiencia obtenidos con los de estudios anteriores demuestra que los criptoprocesadores propuestos logran un mejor rendimiento.