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CRYSTALS-Kyber算法的IP核设计与验证方案研究
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作者 王东澳 范晓锋 +4 位作者 闵剑勇 殷浩 吴江 李宜 李冰 《电子与封装》 2024年第4期49-55,共7页
随着量子计算机的不断发展,现有的公钥密码算法随时面临着失效的危机。而抗量子密码(PQC)算法的出现,使得这一危机得到化解。与此同时,CRYSTALS-Kyber算法由于其安全性高、速度快等优点在美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化算法中脱... 随着量子计算机的不断发展,现有的公钥密码算法随时面临着失效的危机。而抗量子密码(PQC)算法的出现,使得这一危机得到化解。与此同时,CRYSTALS-Kyber算法由于其安全性高、速度快等优点在美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化算法中脱颖而出。为提高硬件实现的效率及安全性,提出了一种基于CRYSTALS-Kyber算法的知识产权(IP)核设计与验证的方案。介绍了该系统的硬件实现方法及其中包含的3个模块,密钥生成模块、加密模块和解密模块,研究了实现IP核的关键单元数论变换(NTT)、高级可扩展接口(AXI)以及仿真验证的具体方案,并对总体方案进行了可行性分析。 展开更多
关键词 抗量子密码算法 CRYSTALS-kyber算法 加密 硬件实现 IP核
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后量子密码中基于NTT的低成本多项式乘法器硬件设计与实现
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作者 阚瑞晨 肖昊 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1336-1343,共8页
在后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)算法CRISTALS-Kyber中,多项式乘法计算占据主要部分,而快速数论变换(number theoretic transform,NTT)可以降低多项式乘法的复杂度,因此简洁高效的NTT架构设计对整个算法实现至关重要。文... 在后量子密码(post-quantum cryptography,PQC)算法CRISTALS-Kyber中,多项式乘法计算占据主要部分,而快速数论变换(number theoretic transform,NTT)可以降低多项式乘法的复杂度,因此简洁高效的NTT架构设计对整个算法实现至关重要。文章针对基于存储器的NTT/INTT提出一种硬件友好的两级迭代地址访问算法,并设计一种串行两级迭代硬件架构。该架构在计算NTT/INTT时1/2中间系数由前级蝶形单元(butterfly unit,BFU)提供,以节省BRAM数量、简化电路结构,并且能实现NTT-INTT数据流共用,从而进一步简化控制逻辑;为实现完整的多项式乘法,设计配置BFU以完成对位系数相乘(point-wise multiplication,PWM)。该架构最终被部署在Xilinx Artix-7上,运行结果表明,与当前最先进设计相比,文章设计的架构LUT、FF、BRAM资源分别减少了30%、23%、25%,且ATP(area-time product)性能相较于已有设计提升了10%~40%。 展开更多
关键词 后量子密码 kyber算法 快速数论变换(NTT) 多项式乘法器 内存访问
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