一种高性能R-LWE格加密算法的电路结构及其FPGA实现

作者：芮康康; 王成华; 范赛龙; 刘伟强^*

来源：数据采集与处理, 2019, 34(04): 689-696.

DOI：10.16337/j.1004-9037.2019.04.014

• 格密码
• 环错误学习
• 数论转换
• 现场可编程门阵列实现

随着量子计算机的发展,传统的公钥加密方案,如RSA加密和椭圆曲线加密算法(Elliptic curve cryptography,ECC)受到了严重威胁。为了对抗量子攻击,基于格的密码学引起了关注,其中环错误学习(Ring-learning with error,R-LWE)格加密算法具有电路实现简单、抗量子攻击等优点,在硬件加密领域具有极大的应用潜力。本文从硬件应用的角度,提出并实现了一种R-LWE加密方案中多项式乘法的并行电路结构,采用了数论转换(Number theoretic transforms,NTT)方法,并使用了两个并行的蝶形运算单元。结果表明在增加较少硬件资源的情况下,本文设计的算法提升了42%的运算速度。

• 单位
  电子信息工程学院; 南京航空航天大学