Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145
The third stage of the NIST PQC competition is currently underway, which aims to create new post-quantum standards in cryptography. The vast majority of finalists are representatives of lattice-based cryptography. Electronic signatures include the CRYSTALS-Dilithium schemes. This paper investigates...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/176 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Physico-mathematical modeling and informational technologies |
Institution
Physico-mathematical modeling and informational technologies| _version_ | 1867479505159847936 |
|---|---|
| author | Kachko, Olena Kandiy, Serhiy |
| author_facet | Kachko, Olena Kandiy, Serhiy |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Olena Kachko",
"institution": "Харківський національний університет радіоелектроніки, АТ «Інститут Інформаційних технологій» вул. Бакуліна, 12, 61166, Харків"
},
{
"author": "Serhiy Kandiy",
"institution": "АТ «Інститут Інформаційних технологій» вул. Бакуліна, 12, 61166, Харків"
}
] |
| author_sort | Kachko, Olena |
| baseUrl_str | http://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-09-06T08:14:45Z |
| description | The third stage of the NIST PQC competition is currently underway, which aims to create new post-quantum standards in cryptography. The vast majority of finalists are representatives of lattice-based cryptography. Electronic signatures include the CRYSTALS-Dilithium schemes. This paper investigates the feasibility of using AVX512 to optimize software implementations of NIST PQC finalists among electronic signatures on algebraic lattices. Since the most expensive operation in such schemes is the multiplication of polynomials, the main attention is paid to the optimization of this operation. In particular, the method of realization of theoretical and numerical transformation using AVX512 for electronic signature schemes CRYSTALS-Dilithium is presented in the work. The increase in speed is shown in comparison with the reference optimized author 's implementations..
References
Alagic, G., Alperin-Sheriff, J., Apon, D., Cooper, D., Dang, Q., Kelsey, J. ... Perlner, R. Status Report on the Second Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process. NISTIR 8309.
Ducas, L., Kiltz, E., Lepoint, T., Lyubashevsky, V., Schwabe, P., Seiler, G., Stehlé, D. CRYSTALS-Dilithium: Algorithm Specifications and Supporting Documentation. – Access mode: https://pq-crystals.org/dilithium/data/dilithium-specification.pdf.
Prest,Th. aFlcon: Fast-Fourier Lattice-basedCompact Signatures over NTRU – Access mode: https://falcon-sign.info/falcon.pdf.
Seiler, G. Faster AVX2 optimized NTT multiplication for Ring-LWE lattice cryptography – Access mode: https://crypto.ethz.ch/publications/files/Seiler18.pdf.
AVX512 NTT implementation for Dilithium – Access mode: https://github.com/KandiyIIT/dilithium_ntt_avx512.
Kachko, O. G., Osika, O. F. Use the SIMD command for parallel computing. Textbook in the discipline of Parallel Programming. Kharkiv, KNURE, 20
|
| doi_str_mv | 10.15407/fmmit2021.32.141 |
| first_indexed | 2026-06-09T01:07:20Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs2.www.fmmit.lviv.ua:article-176 |
| institution | Physico-mathematical modeling and informational technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-09T01:07:20Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs2.www.fmmit.lviv.ua:article-1762021-09-06T08:14:45Z Research of expediency of application of AVX512 for modern digital signature schemes implementations: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 Kachko, Olena Kandiy, Serhiy NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon криптографія на решітках AVX512 оптимізація NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon cryptography on lattices AVX512 optimization The third stage of the NIST PQC competition is currently underway, which aims to create new post-quantum standards in cryptography. The vast majority of finalists are representatives of lattice-based cryptography. Electronic signatures include the CRYSTALS-Dilithium schemes. This paper investigates the feasibility of using AVX512 to optimize software implementations of NIST PQC finalists among electronic signatures on algebraic lattices. Since the most expensive operation in such schemes is the multiplication of polynomials, the main attention is paid to the optimization of this operation. In particular, the method of realization of theoretical and numerical transformation using AVX512 for electronic signature schemes CRYSTALS-Dilithium is presented in the work. The increase in speed is shown in comparison with the reference optimized author 's implementations.. References Alagic, G., Alperin-Sheriff, J., Apon, D., Cooper, D., Dang, Q., Kelsey, J. ... Perlner, R. Status Report on the Second Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process. NISTIR 8309. Ducas, L., Kiltz, E., Lepoint, T., Lyubashevsky, V., Schwabe, P., Seiler, G., Stehlé, D. CRYSTALS-Dilithium: Algorithm Specifications and Supporting Documentation. – Access mode: https://pq-crystals.org/dilithium/data/dilithium-specification.pdf. Prest,Th. aFlcon: Fast-Fourier Lattice-basedCompact Signatures over NTRU – Access mode: https://falcon-sign.info/falcon.pdf. Seiler, G. Faster AVX2 optimized NTT multiplication for Ring-LWE lattice cryptography – Access mode: https://crypto.ethz.ch/publications/files/Seiler18.pdf. AVX512 NTT implementation for Dilithium – Access mode: https://github.com/KandiyIIT/dilithium_ntt_avx512. Kachko, O. G., Osika, O. F. Use the SIMD command for parallel computing. Textbook in the discipline of Parallel Programming. Kharkiv, KNURE, 20 Наразі триває третій етап конкурсу NIST PQC, метою якого є створення нових пост квантових стандартів з криптографії. Переважна більшість фіналістів є представниками криптографії на алгебраїчних решітках. Серед електронних підписів це схеми CRYSTALSDilithium. В межах цієї праці досліджується доцільність застосування AVX512 для оптимізації програмних реалізацій фіналістів NIST PQC серед електронних підписів на алгебраїчних решітках. Оскільки найдорожчою операцією у таких схемах є множення поліномів, то основна увага приділена оптимізації цієї операції. Зокрема, в роботі наведений метод реалізації теоретико-числового перетворення з використанням AVX512 для схем електронного підпису CRYSTALS-Dilithium. Показано збільшення швидкодії, порівняно з еталонними оптимізованими авторськими реалізаціями. Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України 2021-07-08 Article Article application/pdf https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/176 10.15407/fmmit2021.32.141 PHYSICO-MATHEMATICAL MODELLING AND INFORMATIONAL TECHNOLOGIES; No. 32 (2021): Physico-mathematical modeling and informational technologies, 2021, Issue 32; 141-145 ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ; № 32 (2021): Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології, 2021, Вип. 32; 141-145 2617-5258 1816-1545 10.15407/fmmit2021.32 uk https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/176/166 Авторське право (c) 2021 Olena Kachko, Serhiy Kandiy (Автор) |
| spellingShingle | NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon криптографія на решітках AVX512 оптимізація Kachko, Olena Kandiy, Serhiy Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title | Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_alt | Research of expediency of application of AVX512 for modern digital signature schemes implementations: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_full | Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_fullStr | Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_full_unstemmed | Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_short | Дослідження доцільності застосування AVX512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| title_sort | дослідження доцільності застосування avx512 для реалізації сучасних алгоритмів цифрового підпису: fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:141-145 |
| topic | NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon криптографія на решітках AVX512 оптимізація |
| topic_facet | NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon криптографія на решітках AVX512 оптимізація NIST PQC CRYSTALS-Dilithium Falcon cryptography on lattices AVX512 optimization |
| url | https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/176 |
| work_keys_str_mv | AT kachkoolena researchofexpediencyofapplicationofavx512formoderndigitalsignatureschemesimplementationsfizmatmodelinftehnol202132141145 AT kandiyserhiy researchofexpediencyofapplicationofavx512formoderndigitalsignatureschemesimplementationsfizmatmodelinftehnol202132141145 AT kachkoolena doslídžennâdocílʹnostízastosuvannâavx512dlârealízacíísučasnihalgoritmívcifrovogopídpisufizmatmodelinftehnol202132141145 AT kandiyserhiy doslídžennâdocílʹnostízastosuvannâavx512dlârealízacíísučasnihalgoritmívcifrovogopídpisufizmatmodelinftehnol202132141145 |