|
|
Lattice-Based Cryptography on Constrained Devises
Shapoval, Vladyslav ; Dzurenda, Petr (oponent) ; Ricci, Sara (vedoucí práce)
This master’s thesis presents a modified software implementation of the module-lattice-based signature scheme Dilithium and its distributed variant DS2 for the ARM Cortex-M4 microcontroller. Dilithium is a part of the CRYSTALS suite and was selected by the NIST as a new post-quantum signature standard. This work is focused on reducing the memory footprint of both algorithms in order to make them more applicable to a wider spectrum of microcontrollers and constrained devices. Both signatures were optimized to run on the STM32 Cortex-M4 microcontroller. On one hand, Dilithium signature presented an already optimized implementation that can run on a microcontroller. Therefore, we focused on adding hardware acceleration support for AES for the generation of pseudo-random numbers during the generation of the signature. On the other hand, DS2 signature is more memory demanding and we proposed two microcontroller-tailored optimization approaches. These optimizations aim to reduce memory consumption while maintaining security strength. Experimental results and security analysis demonstrate the efficacy and practicality of our solutions. As a result of our work, we successfully developed new versions of both Dilithium and DS2 with memory consumption reduced by more than 50\% and 90\%, respectively, compared to the original.
|
|
|
Zajištění dlouhodobé integrity dat v cloudových úložištích
Nohava, Martin ; Člupek, Vlastimil (oponent) ; Malina, Lukáš (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce je návrh a vývoj systému na zajištění dlouhodobé integrity dat z cloudového úložiště Nextcloud, které spravuje a ukládá elektronické důkazy. V úvodní části jsou představeny používané pojmy a principy pro zabezpečení integrity dat, včetně kvantově odolných metod digitálního podpisu. Následně je navržena podoba archivačního systému a způsob jeho propojení s cloudovým úložištěm Nextcloud. Výsledný systém je tvořen ze dvou hlavních komponent a to aplikace Archive, která rozšiřuje webové rozhraní instance Nextcloud a archivačního systému zajišťujícího samotnou integritu archivovaných souborů. Využívá k tomu, kromě časových razítek, také kvantově odolné podpisové schéma Dilithium. Na závěr práce je provedena evaluace implementovaného řešení pomocí měření výkonnosti archivačního systému a jsou navrženy možnosti pro jeho další rozvoj.
|
|
|
VHDL-based Implementation Of NTT On FPGA
Jedlička, Petr
This paper is focused on the effective hardware-accelerated implementation of NTT (NumberTheoretic Transform) and inverse NTT (NTT-1) on FPGA (Field Programmable Gate Array).The discussed implementation is intended for the use in the lattice-based cryptography schemes, e.g.CRYSTALS-Dilithium digital signature scheme which is one of the finalists of the third round in thepost-quantum standardization process under the auspices of NIST (The National Institute of Standardsand Technology). The implementation of NTT (NTT-1) requires 1798 (2547) Look-Up Tables(LUTs), 2532 (3889) Flip-Flops (FFs) and 48 (84) Digital Signal Processing blocks (DSPs). The latencyof the design is 502 (517) clock cycles at the frequency 637 MHz on Xilinx Virtex UltraScale+architecture which makes the presented implementation to be currently the fastest one. Regarding theinverse NTT, this is the first implementation at all.
|
host ::
RSS.