基于Co-Z的雙域標量乘與基于格的多項式乘法器的硬件實現(xiàn).pdf

1、橢圓曲線密碼體制（ECC）相比RSA擁有更高安全性、更小存儲空間以及更低帶寬要求，已經(jīng)被工業(yè)界廣泛應用于安全性要求高的芯片中。但是ECC的安全性所依賴的數(shù)學難題——離散對數(shù)問題，已經(jīng)被證明不能抵御量子攻擊，公鑰密碼學領域在探索一種安全高效的后量子密碼體制，格密碼體制作為后量子密碼體系的候選之一受到廣泛關注，尤其是格密碼的硬件設計仍處于探索階段。本課題的目的是在現(xiàn)階段主流方向ECC上設計一種新型算法并提供一種可靠高效的硬件實現(xiàn)方案；另一方

2、面在未來后量子密碼體制研究中努力縮減加解密時間和空間開銷，使得基于格的加密體系替代目前主流的加密體系成為一種可能。
　　本課題首先在 ECC的研究方面對素數(shù)域的 Co-Z方法進行深入研究，依據(jù)Co-Z Protected NAF算法，提出一種高效的雙域可配置硬件實現(xiàn)架構，能夠平衡速度與面積因素，使效能達到最優(yōu)，這種架構不僅具備虛假操作的規(guī)范性優(yōu)點，另外還能夠有效防止安全錯誤攻擊。通過ASIC設計的方式實現(xiàn)了所提出的架構，實驗結果表

3、明本課題提出的Co-Z Protected NAF硬件架構在素數(shù)域對比Protected NAF有1.36倍的速度提升，同時在擴展到二元擴域的時候能夠抵消30.7％的虛假操作。此外因為算法僅在標量乘層次上進行優(yōu)化，因此僅產(chǎn)生不到1％的額外面積成本來實現(xiàn)其改進的時間復雜度和安全性。
　　其次，在后量子密碼體制研究中主要針對LWE（Learning With Error）問題構造的密碼系統(tǒng)，為了充分復用有限資源，合理利用并行結構和流水