Design of elliptic curve cryptoprocessors over GF(2163) using the Gaussian normal basis



Título del documento: Design of elliptic curve cryptoprocessors over GF(2163) using the Gaussian normal basis
Revue: Ingeniería e investigación
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000376316
ISSN: 0120-5609
Autores: 1
1
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Instituciones: 1Universidad del Valle, Cali, Valle del Cauca. Colombia
Año:
Periodo: May-Ago
Volumen: 34
Número: 2
Paginación: 55-65
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español En este trabajo se presenta la implementación eficiente en hardware de criptoprocesadores que permiten llevar a cabo la multiplicación escalar kP sobre el campo finito GF(2163) usando dos multiplicadores a nivel de digito. Las operaciones aritméticas de campo finito fueron implementadas usando la representación de bases normales Gaussianas (GNB), y la multiplicación escalar kP fue implementada usando el algoritmo de López-Dahab, el algoritmo de bisección de punto 2-NAF y el método w-τNAF para curvas de Koblitz. Los criptoprocesadores fueron diseñados usando descripción VHDL, sintetizados en el FPGA Stratix-IV usando Quartus II 12.0 y verificados usando SignalTAP II y Matlab. Los resultados de simulación muestran que los criptoprocesadores presentan un muy buen desempeño para llevar a cabo la multiplicación escalar kP. En este caso, los tiempos de computo de la multiplicación kP usando Lopez-Dahab, bisección de punto 2-NAF y 16-τNAF para curvas de Koblitz fueron 13.37 µs, 16.90 µs and 5.05 µs, respectivamente
Resumen en inglés This paper presents an efficient hardware implementation of cryptoprocessors that perform the scalar multiplication kP over a finite field GF(2163) using two digit-level multipliers. The finite field arithmetic operations were implemented using the Gaussian normal basis (GNB) representation, and the scalar multiplication kP was implemented using the Lopez-Dahab algorithm, the 2-non-adjacent form (2-NAF) halve-and-add algorithm and the w-τNAF method for Koblitz curves. The processors were designed using a VHDL description, synthesized on the Stratix-IV FPGA using Quartus II 12.0 and verified using SignalTAP II and Matlab. The simulation results show that the cryptoprocessors provide a very good performance when performing the scalar multiplication kP. In this case, the computation times of the multiplication kP using the Lopez-Dahab algorithm, 2-NAF halve-and-add algorithm and 16-τNAF method for Koblitz curves were 13.37 µs, 16.90 µs and 5.05 µs, respectively
Disciplinas: Ciencias de la computación
Palabras clave: Procesamiento de datos,
Seguridad en cómputo,
Criptografía,
Curvas elípticas,
Multiplicación escalar,
Criptoprocesadores
Keyword: Computer science,
Data processing,
Computing security,
Cryptography,
Elliptic curves,
Scalar multiplication,
Cryptoprocessors
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