Accelerating lattice-based cryptosystems
Lattice-tabanlı kripto-sistemler hızlandırıcısı
- Tez No: 760471
- Danışmanlar: PROF. DR. ERKAY SAVAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
saldırılarına karşı savunma sağladığı için, son yıllarda önemli hale geldi. Polinom çarpma işlemi kafes-tabanlı kriptosistemlerde en çok zaman harcanan operasyondur. Sayılar Teorisi Dönüşümü (NTT) anahtar üretimi, şifreleme ve şifre çözme operasyonları için gerekli olan polinom çarpma işlemini kolaylaştırmaktadır. Bir tasarım farklı NTT parametreleriyle çalışabilmesi için konfigurasyona ihtiyaç duymaktadır. Böylece eldeki basit dizayn değerli bir nitelik kazanarak farklı kriptosistemler için farklı bir şekilde geliştirilebilir. Bu tez konfigure edilebilir bir tasarım sunarak birleşik ve parametrik NTT-tabanlı polinom çarpıcısı üretmektedir. Bu tasarım kafes-tabanlı kriptosistemlerinin, özellikle kuantum-sonrası kriptosistemlerinin (PQC), geniş bir aralıkta parametrelerini desteklemektedir. Birleşik kelebek ünitesi tasarımın önemli bir bloğunu oluşturmaktadır ve NTT ve ters-NTT operasyonlarını gerçekleştirmektedir. Özgün uygulama alanları farklı performans hedeflerine ihtiyaç duymaktadır ve kelebek ünitesi bunun gerçekleşmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Sunulan tasarım belirli alan ve çıktı ihtiyaçlarını karşılamak için kelebek ünitesinin sayısını girdi olarak kullanır ve optimize edilmiş NTTtabanlı polinom çarpıcısını çıktı olarak verir. Şema parametreleri için dinamik olarak konfigurasyon ve alan ve çıktı ihtiyaçları için derleme anında konfigurasyon sunulmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, bu tasarım dinamik ve derleme anında konfigure edilebilir NTT-tabanlı ilk polinom çarpıcısıdır. İleri seviye konfigurasyon seçenekleri alan ve zaman sonuçları, uygulama sonuçlarında görüleceği üzere, çok az etkilemektedir. Sunulan tasarım literatüreki diğer tasarımlarla, daha iyi olmasa da, benzer sonuçlar göstermektedir. Bu dizayn tamsayı çarpıcısı ve indirgeme ünitesi gibi alt bloklara sahiptir ve her bir alt bloğun dizayn felsefesi konfigurasyon ve performans sonuçlarıyla sunulmaktadır.
Özet (Çeviri)
Lattice-based cryptography has become important over the last couple of years since it gives resistance against quantum attacks that disable current security systems. The polynomial multiplication process is the most time-consuming operation in lattice-based cryptosystems. Number Theoretic Transform (NTT) facilitates efficient polynomial multiplication that is needed for key generation, encryption, and decryption operations. A design needs to offer configurability to work with different NTT parameters, as this would be an asset for developing different versions of the basic design for different cryptosystems. This thesis introduces a configurable design that can generate unified and parametric NTT-based polynomial multipliers. This design supports a broad range of parameters of lattice-bassed cryptosystems, specifically post-quantum cryptography (PQC) schemes. The unified butterfly unit composes the critical block of the design, and it can perform NTT and inverse NTT operations. Unique application areas need different performance goals, and this unit plays a critical role in accomplishing them. The design uses the number of butterfly units as input to achieve specific area and throughput demands and gives an optimized NTT-based polynomial multiplier hardware as output. For scheme parameters, the design offers run-time configurability. Additionally, it provides compile-time configurability for throughput and area demands. As far as we know, this design constitutes the the first NTT-based polynomial multiplier with run-time and compile-time configurability options. The advanced configurability options slightly affect the area and timing results, as indicated by the implementation results. Compared to the architectures in the literature, this design has a similar performance, if not better. This design has different sub-blocks, such as integer multiplier and reduction unit, and we present the design philosophy of each sub-block with the configurability and performance results.
Benzer Tezler
- Küre masif zengin bakır cevherinin basınç altında çözündürülmesi
Pressure leaching of Küre massive rich copper ore
KUDRET TAHSİN PEREK
Doktora
Türkçe
2003
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher-Kömür Hazırlama ve Değerlendirme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA ARSLAN
- Hardware design of K2RED modular multiplication algorithm used in number theoretic transform for post quantum cryptography and homomorphic encryption
Post kuantum kriptografi ve homomorfik şifreleme için sayı teorik dönüşümünde kullanılan K2RED modüler çarpma algoritmasının donanım tasarımı
FURKAN CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Static and dynamic aeroelastic analysis of a very light aircraft
Çok hafif bir uçağın statik ve dinamik aeroelastik analizleri
HALİME GÜL DEMİRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Taşıyıcı sistemi düşeyde düzensiz binaların statik ve dinamik olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
DENİZ GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMETTİN GÜNDÜZ
- Katkılı SIO2 filmlerin CHF3-O2 plazması içerisinde reaktifiyon aşındırılması
Başlık çevirisi yok
SUAT ALİ ERTUĞRUL