El estudio de las funciones nucleares monótonas y su uso para construir comparadores de números RNS
Autores: Babenko, Mikhail; Piestrak, Stanislaw J.; Chervyakov, Nikolay; Deryabin, Maxim
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
El estudio de las funciones nucleares monótonas y su uso para construir comparadores de números RNS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiente
Implementación
Comparadores
Números RNS
Función principal
Cifrado homomórfico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Un sistema de números de residuos no posicional (RNS) disfruta de una implementación particularmente eficiente de la adición y multiplicación, pero se sabe que las operaciones aritméticas no modulares en comparación de números RNS son difíciles. En este documento, se presenta una nueva técnica para diseñar comparadores de números RNS representados en un conjunto de módulos arbitrarios. Se basa en el uso de la función central para la cual se demostró que debe ser monótona para permitir la comparación de números RNS. Se formularon las condiciones de la monotonía de la función central, que también garantizaban el rango mínimo de la función central (esencial para obtener las mejores características del comparador). La mejor elección es una función central en la que solo un coeficiente correspondiente al módulo más grande se establece en 1, mientras que todos los demás coeficientes se establecen en 0. También se muestra que la función diagonal ya conocida no es más que el caso especial de la función central con todos los coeficientes establecidos en 1. La evaluación de rendimiento sugiere que el nuevo comparador utiliza menos hardware y, en algunos casos, también introduce un menor retraso que sus contrapartes basadas en la función diagonal. Las posibles aplicaciones del nuevo comparador incluyen algunos algoritmos de cifrado homomórfico recientemente desarrollados implementados usando RNS.
Descripción
Un sistema de números de residuos no posicional (RNS) disfruta de una implementación particularmente eficiente de la adición y multiplicación, pero se sabe que las operaciones aritméticas no modulares en comparación de números RNS son difíciles. En este documento, se presenta una nueva técnica para diseñar comparadores de números RNS representados en un conjunto de módulos arbitrarios. Se basa en el uso de la función central para la cual se demostró que debe ser monótona para permitir la comparación de números RNS. Se formularon las condiciones de la monotonía de la función central, que también garantizaban el rango mínimo de la función central (esencial para obtener las mejores características del comparador). La mejor elección es una función central en la que solo un coeficiente correspondiente al módulo más grande se establece en 1, mientras que todos los demás coeficientes se establecen en 0. También se muestra que la función diagonal ya conocida no es más que el caso especial de la función central con todos los coeficientes establecidos en 1. La evaluación de rendimiento sugiere que el nuevo comparador utiliza menos hardware y, en algunos casos, también introduce un menor retraso que sus contrapartes basadas en la función diagonal. Las posibles aplicaciones del nuevo comparador incluyen algunos algoritmos de cifrado homomórfico recientemente desarrollados implementados usando RNS.