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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 저널정보
- 대한전자공학회 JOURNAL OF SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY AND SCIENCE Journal of Semiconductor Technology and Science Vol.24 No.3
- 발행연도
- 2024.6
- 수록면
- 191 - 198 (8page)
- DOI
- 10.5573/JSTS.2024.24.3.191
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This paper presents the design of the post-quantum secure encryption algorithm, Crystals–Kyber, a next-generation public key encryption system based on high-level synthesis (HLS). Furthermore, we propose a hardware/software (HW/SW) co-design approach and a hybrid HLSRTL design to implement the Crystals–Kyber postquantum secure encryption system and present the corresponding results. In the HW/SW co-design, we optimized the Crystals–Kyber intellectual property core using HLS for the HW component, while the SW component was implemented on the Xilinx ZYNQ 104 FPGA using Xilinx"s PYNQ platform with Python host code. The hybrid design enhanced the overall latency by replacing the polynomial multiplication module in Crystals–Kyber generated by HLS with a hand-coded Verilog HDL-based number theoretic transform module with high data throughput. The results demonstrate a significant latency improvement of approximately 40% compared with the Crystals–Kyber designed solely with HLS, and improved area-time product results.
목차
Abstract
I. INTRODUCTION
II. BACKGROUND
III. ARCHITECTURE
IV. IMPLEMENTATION RESULTS
V. CONCLUSIONS
REFERENCES
참고문헌 (7)
참고문헌 신청
P. W. Shor, “Polynomial-time algorithms for prime factorization and discrete logarithms on a quantum computer,” SIAM J. Comput., vol. 26, pp. 1484-1509, Oct. 1997.
National Institute of Standards and Technology, “PQC (Post-Quantum Cryptography) 3rd Round Submissions,” last modified June 14, 2021, accessed https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography/round-3-, Oct. 18. 2021.
R. Avanzi, et. al. “CRYSTALS-Kyber Algorithm Specifications And Supporting Documentation (version 3.0),” NIST PQC Round 3 submission, Oct. 2020.
National Institute of Standards and Technology, “Status Report on the Third Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process,” accessed https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8413-upd1, July 2022.
O. Regev, “On lattices, learning with errors, random linear codes, and cryptography,” in Proceedings of the ACM Symposium on Theory of Computing, Baltimore, MD, USA, pp. 84-93, May. 2005.
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