Fast Strategies for the Implementation of SIKE Round 3 on ARM Cortex-M4

NIST公司 同生 密钥封装 计算机科学 能源消耗 公钥密码术 并行计算 数学 密钥交换 计算机安全 椭圆曲线 加密 电气工程 工程类 数学分析 自然语言处理
作者
Mila Anastasova,Reza Azarderakhsh,Mehran Mozaffari Kermani
出处
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems I-regular Papers [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (10): 4129-4141 被引量:63
标识
DOI:10.1109/tcsi.2021.3096916
摘要

The Supersingular Isogeny Key Encapsulation mechanism (SIKE) is the only post-quantum key encapsulation protocol based on elliptic curves and isogeny maps between them. Despite the quantum security of the protocol, SIKE requires a greater number of clock cycles and hence does not provide competitive timing and energy consumption results. However, it is more attractive offering the smallest public key as well as ciphertext sizes, which considering the impact of the communication costs and storage of the keys could become a good fit for resource-constrained devices. In this work, we present the fastest practical implementation of SIKE, targeting the platform Cortex-M4 based on the ARMv7-M architecture. We performed our measurements on the STM32F407VG microcontroller for benchmarking the clock cycles and on Nucleo-F411RE attached to X-NUCLEO-LPM01A (Power Shield) for measuring the energy consumption of the protocol. The low-level finite field arithmetic operations play main role in determining the efficiency of SIKE. Therefore, we mainly focus on their optimization and apply them to all NIST-required security levels. Our SIKEp434 implementation for NIST security level 1 is about 22.97% faster than the counterparts appeared in Seo et al. (2020), where for the SIKEp503, SIKEp610 and SIKEp751 the speedup reaches 21.10%, 19.21% and 19.08%. Finally, we benchmark energy consumption and report optimization of up to 11.9% depending on the NIST security level implementation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小学生完成签到,获得积分10
1秒前
园子发布了新的文献求助10
2秒前
慈祥的天玉完成签到,获得积分10
2秒前
Forest完成签到,获得积分10
3秒前
P渺渺发布了新的文献求助10
4秒前
落忆完成签到 ,获得积分10
4秒前
郭mm完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
完美世界应助huhuipeng采纳,获得10
8秒前
谨慎语堂完成签到,获得积分10
8秒前
Ethanyoyo0917发布了新的文献求助10
9秒前
闪闪落雁完成签到,获得积分10
9秒前
橙汁完成签到 ,获得积分10
10秒前
changyouhuang发布了新的文献求助10
11秒前
jjj发布了新的文献求助10
12秒前
洛水伊南完成签到,获得积分10
13秒前
园子完成签到,获得积分20
13秒前
酷波er应助左右是个疯子采纳,获得10
16秒前
17秒前
朴素的书琴完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
Ethanyoyo0917完成签到,获得积分10
19秒前
zhuangxiong完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
热情嘉懿完成签到,获得积分10
21秒前
insectera完成签到,获得积分10
21秒前
huhuipeng发布了新的文献求助10
21秒前
Mary完成签到 ,获得积分10
22秒前
zzz发布了新的文献求助10
22秒前
帅气书白发布了新的文献求助10
23秒前
Anna完成签到 ,获得积分10
23秒前
汉堡包应助园子采纳,获得10
24秒前
情怀应助稳重的tutu采纳,获得10
25秒前
Dongjie发布了新的文献求助10
25秒前
zuihaodewomen完成签到 ,获得积分10
26秒前
accept完成签到,获得积分10
26秒前
阿志发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
sjj关闭了sjj文献求助
27秒前
凉的白开完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6029821
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7702428
关于积分的说明 16191147
捐赠科研通 5176883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770312
邀请新用户注册赠送积分活动 1753720
关于科研通互助平台的介绍 1639327