Optimización del algoritmo SM2 basado en segmentación polinómica y computación paralela
Autores: Zhu, Hongyu; Li, Ding; Sun, Yizhen; Chen, Qian; Tian, Zheng; Song, Yubo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización del algoritmo SM2 basado en segmentación polinómica y computación paralela
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Clave pública
Algoritmo criptográfico
IoT
SM2
Eficiencia
Protección de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
El algoritmo criptográfico de clave pública SM2 se utiliza ampliamente para la comunicación segura y la protección de datos debido a su alta seguridad y tamaño compacto de clave. Sin embargo, las intensivas operaciones de enteros grandes que requiere plantean desafíos computacionales significativos, lo que puede limitar el rendimiento de los dispositivos terminales de Internet de las Cosas (IoT). Este artículo presenta una implementación optimizada del algoritmo SM2 específicamente diseñada para contextos de IoT. Al segmentar enteros grandes como polinomios dentro de un algoritmo de multiplicación modular Montgomery modificado, el método propuesto permite la multiplicación y reducción modular paralelas, abordando así las limitaciones de almacenamiento y reduciendo la redundancia computacional. Para la multiplicación escalar, se emplea un algoritmo de escalera Co-Z Montgomery junto con instrucciones SIMD (Single Instruction Multiple Data) para mejorar el paralelismo, mejorando significativamente la eficiencia. Los resultados experimentales demuestran que el esquema propuesto reduce el tiempo de cálculo de la firma digital del algoritmo SM2 en aproximadamente un 20% y mejora la eficiencia de cifrado y descifrado de datos en un 15% respecto a los métodos existentes, lo que representa una ganancia de rendimiento sustancial para aplicaciones de IoT.
Descripción
El algoritmo criptográfico de clave pública SM2 se utiliza ampliamente para la comunicación segura y la protección de datos debido a su alta seguridad y tamaño compacto de clave. Sin embargo, las intensivas operaciones de enteros grandes que requiere plantean desafíos computacionales significativos, lo que puede limitar el rendimiento de los dispositivos terminales de Internet de las Cosas (IoT). Este artículo presenta una implementación optimizada del algoritmo SM2 específicamente diseñada para contextos de IoT. Al segmentar enteros grandes como polinomios dentro de un algoritmo de multiplicación modular Montgomery modificado, el método propuesto permite la multiplicación y reducción modular paralelas, abordando así las limitaciones de almacenamiento y reduciendo la redundancia computacional. Para la multiplicación escalar, se emplea un algoritmo de escalera Co-Z Montgomery junto con instrucciones SIMD (Single Instruction Multiple Data) para mejorar el paralelismo, mejorando significativamente la eficiencia. Los resultados experimentales demuestran que el esquema propuesto reduce el tiempo de cálculo de la firma digital del algoritmo SM2 en aproximadamente un 20% y mejora la eficiencia de cifrado y descifrado de datos en un 15% respecto a los métodos existentes, lo que representa una ganancia de rendimiento sustancial para aplicaciones de IoT.