On the efficiency of lattice-based cryptographic schemes on graphical processing unit
Grafik işlemci birimleri üzerinde kafes tabanlı kriptografıik şemaların uygulamalarının iyileştirilmesi
- Tez No: 449254
- Danışmanlar: PROF. DR. ERSAN AKYILDIZ, YRD. DOÇ. DR. SEDAT AKLEYLEK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Uygulamalı Matematik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kriptografi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Kuantum hesaplamaya dirençli açık anahtarlı sistemlere alternatif olan kafes tabanlı kriptografi asimptotik verimliliğinden dolayı büyük ilgi görmektedir. Bununla birlikte, pratikte bunu kullanabilmek için bazı engeller bulunmaktadır: şema tabanlı aritmetik işlemler ve platform tabanlı uygulamalar. Bu tez çalışmasında, kafes tabanlı kriptografik protokollerden NTRU ve GLP'nin CPU ve grafik işlem birimleri (GPU) üzerindeki zaman karmaşıklıklarını hesaplama açısından tartıştık. Burada, polinom çarpımının hem uygulama hem de teorik açıdan iyileştirilmesi üzerine durduk. İdeal kafesler için aralanmış Montgomery modüler çarpma algoritmasının güncellenmesi, seyrek polinomların çarpma algoritmasını ve bunun kayan pencere tekniğini verimli uygulamalar için önerdik. Önerilen algoritmalar ile kafes tabanlı kriptografik şemaların performans sonu ̧clarının iyileştirildiğini gösterdik. Ayrıca, ilkokul yöntemi, NTT gibi bilinen çarpma algoritmalarını paralel bir şekilde uyguladık ve seçilen kafes tabanlı kriptografik şemalar için GPU'da çalışan bir CUDA yazılım kütüphanesi oluşturduk.
Özet (Çeviri)
Lattice-based cryptography, a quantum-resistant public key alternative, has re- ceived a lot of attention due to the asymptotic efficiency. However, there is a bot- tleneck to get this advantage on practice: scheme-based arithmetic operations and platform-based implementations. In this thesis, we discuss computational aspects of lattice-based cryptographic schemes focused on NTRU and GLP in view of the time complexity on both CPUs and Graphical Processing Units (GPU). We fo- cus on the optimization of polynomial multiplication methods both on theoretical and implementation point of view. We propose a modified version of interleaved Montgomery modular multiplication algorithm for ideal lattices, sparse polyno- mial multiplication and its sliding window version for efficient implementations. We show that with the proposed algorithms we significantly improve the perfor- mance results of lattice-based signature schemes. We also implement parallelized version of well known polynomial multiplication algorithms such as schoolbook method, NTT by using CUDA and provide a library for selected lattice-based signature schemes on a GPU.
Benzer Tezler
- Kafes tabanlı yeni anahtar değişim protokolleri ve verimli polinom çarpımı
Lattice based new key exchange protocols and efficient polynomial multiplication
NURŞAH ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOndokuz Mayıs ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. SEDAT AKLEYLEK
- On lattice based digital signature schemes
Kafes tabanlı dıjıtal ˙ımzalar ¨uzerıne
FARİD JAVANİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERSAN AKYILDIZ
- New TMVP-based multiplication algorithms for polynomial quotient rings and application to post-quantum cryptography
Polinom halkaları için yeni TMVP-tabanlı çarpım algoritmaları ve quantum-sonrası kriptografiye uygulamaları
İREM KESKİNKURT PAKSOY
Doktora
İngilizce
2022
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT CENK
- Yeni nesil kriptosistemlerin analizi, tasarımı ve verimli uygulamaları
Analysis, design and efficient implementation of next-generation cryptosystems
ERDEM ALKIM
Doktora
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. URFAT NURIYEV
YRD. DOÇ. DR. PETER SCHWABE
- High performance number theoretic transforms in cryptography
Kriptografide yüksek performanslı sayı kuramsal dönüşümler
METİN EVRİM ULU
Doktora
İngilizce
2020
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT CENK