Un estudio experimental de los bloques de construcción de los algoritmos criptográficos poscuánticos de NIST basados en retículos
Autores: Imran, Malik; Abideen, Zain Ul; Pagliarini, Samuel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un estudio experimental de los bloques de construcción de los algoritmos criptográficos poscuánticos de NIST basados en retículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ataques de computadoras cuánticas
Criptografía post-cuántica
Competencia de estandarización NIST PQC
Algoritmos basados en retículas
Plataforma ASIC
Requisitos de memoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
La seguridad de los algoritmos de criptografía de clave pública actualmente desplegados se prevé que sea vulnerable contra los ataques de computadoras cuánticas. Por lo tanto, existe un esfuerzo comunitario para desarrollar algoritmos de criptografía poscuántica (PQC), destacándose principalmente la competencia de estandarización PQC del NIST. En este trabajo, hemos investigado cómo se desempeñan los algoritmos candidatos basados en retículos cuando se implementan en hardware. Para lograr esto, hemos evaluado 12 algoritmos basados en retículos para identificar sus bloques de construcción básicos. Suponemos que los algoritmos se implementarán en un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) y la tecnología objetivo es de 65 nm. Para estimar las características de cada algoritmo, hemos evaluado las siguientes características: requisitos de memoria, uso de multiplicadores y uso de funciones de hash. Además, para estos bloques de construcción, hemos recopilado cifras de área y potencia para todos los algoritmos estudiados utilizando compiladores de memoria comerciales y celdas estándar. Nuestros resultados revelan ideas interesantes sobre la importancia relativa de cada bloque de construcción para el criptosistema en general, que pueden ser utilizadas para guiar a los diseñadores de ASIC al seleccionar un algoritmo o al decidir dónde enfocar los esfuerzos de optimización para que el diseño final respete los requisitos y las restricciones de diseño.
Descripción
La seguridad de los algoritmos de criptografía de clave pública actualmente desplegados se prevé que sea vulnerable contra los ataques de computadoras cuánticas. Por lo tanto, existe un esfuerzo comunitario para desarrollar algoritmos de criptografía poscuántica (PQC), destacándose principalmente la competencia de estandarización PQC del NIST. En este trabajo, hemos investigado cómo se desempeñan los algoritmos candidatos basados en retículos cuando se implementan en hardware. Para lograr esto, hemos evaluado 12 algoritmos basados en retículos para identificar sus bloques de construcción básicos. Suponemos que los algoritmos se implementarán en un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) y la tecnología objetivo es de 65 nm. Para estimar las características de cada algoritmo, hemos evaluado las siguientes características: requisitos de memoria, uso de multiplicadores y uso de funciones de hash. Además, para estos bloques de construcción, hemos recopilado cifras de área y potencia para todos los algoritmos estudiados utilizando compiladores de memoria comerciales y celdas estándar. Nuestros resultados revelan ideas interesantes sobre la importancia relativa de cada bloque de construcción para el criptosistema en general, que pueden ser utilizadas para guiar a los diseñadores de ASIC al seleccionar un algoritmo o al decidir dónde enfocar los esfuerzos de optimización para que el diseño final respete los requisitos y las restricciones de diseño.