論文の概要: QR TPM in Programmable Low-Power Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.17414v1
• Date: Fri, 29 Sep 2023 17:21:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-25 14:15:19.814508
• Title: QR TPM in Programmable Low-Power Devices
• Title（参考訳）: プログラマブル低消費電力デバイスにおけるQR TPM
• Authors: Luís Fiolhais, Leonel Sousa,
• Abstract要約: 標準TPM 2.0におけるQRプリミティブとプロトコルの展開について検討する。 特にキーカプセル化のためのKyberアルゴリズム、デジタル署名のためのDilithiumアルゴリズム、および3ラウンドのRandom Oblivious Transfer (ROT)プロトコルである。 この論文は、現在のTPMが量子敵に対して安全であることを保証するために、必要なコードをバックポートすることも可能であることも示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8007688938043622
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Trusted Platform Modules (TPMs), which serve as the root of trust in secure systems, are secure crypto-processors that carry out cryptographic primitives. Should large-scale quantum computing become a reality, the cryptographic primitives adopted in the TPM 2.0 standard will no longer be secure. Thus, the design of TPMs that provide Quantum Resistant (QR) primitives is of utmost importance, in particular with the restrictions imposed by embedded systems. In this paper, we investigate the deployment of QR primitives and protocols in the standard TPM 2.0. Cryptographic algorithms that are already in the NIST QR cryptography standardization process, as well as an Oblivious Transfer (OT), a fundamental cryptographic primitive, are the QR cryptographic schemes selected to extend TPM 2.0. In particular, the Kyber algorithm for key encapsulation, the Dilithium algorithm for digital signature, and a 3-round Random Oblivious Transfer (ROT) protocol, supporting protocols such as Multi-Party Computation and Private Set Intersection (PSI). The QR extended TPM 2.0 is implemented in ARM and RISC-V embedded processors, its computational requirements are analysed and experimentally evaluated in comparison to the standard TPM. It is shown that Kyber and Dilithium are faster at creating keys than RSA, due to the key size and secure random sampling required in RSA, while they meet the same performance level as ECC. For digital signatures, both in signature creation and verification, Dilithium is on par with RSA and ECC. The ROT protocol shows decent performance and its support required small modifications to the TPM. This paper also shows that it would be possible to backport the required code to already available TPMs to ensure that current TPMs remain secure against quantum adversaries.
• Abstract（参考訳）: Trusted Platform Modules (TPM) は、暗号化プリミティブを実行するセキュアな暗号プロセッサである。 大規模量子コンピューティングが現実になれば、TPM 2.0標準で採用されている暗号プリミティブはもはや安全ではない。 したがって、QR(Quantum Resistant)プリミティブを提供するTPMの設計は、特に組み込みシステムによって課される制約において、非常に重要である。 本稿では,QRプリミティブとプロトコルの標準TPM 2.0への展開について検討する。 NIST QR暗号標準化プロセスにすでに存在する暗号アルゴリズムと、基本的な暗号プリミティブであるOblivious Transfer (OT)は、TPM 2.0を拡張するために選択されたQR暗号スキームである。 特にキーカプセル化のためのKyberアルゴリズム、デジタル署名のためのDilithiumアルゴリズム、マルチパーティ計算やプライベート・セット・インターセクション(PSI)などのプロトコルをサポートする3ラウンドのRandom Oblivious Transfer (ROT)プロトコルがある。 QR拡張TPM 2.0はARMおよびRISC-V組み込みプロセッサで実装され、その計算要求は標準TPMと比較して分析され実験的に評価される。 Kyber と Dilithium は、鍵サイズと RSA に必要なランダムサンプリングの確保のため、RSA よりも鍵を作成するのが速いが、ECC と同じ性能レベルである。 デジタル署名では、署名の作成と検証の両方において、DilithiumはRSAやECCと同等である。 ROTプロトコルは十分な性能を示し、そのサポートにはTPMへの小さな変更が必要だった。 本稿は、既存のTPMに対して必要となるコードをバックポートして、現在のTPMが量子敵に対して安全であることを保証することも示している。

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