論文の概要: Highly Efficient Parallel Row-Layered Min-Sum MDPC Decoder for McEliece Cryptosystem

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12695v1
• Date: Wed, 17 Jul 2024 16:19:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-18 16:26:03.965949
• Title: Highly Efficient Parallel Row-Layered Min-Sum MDPC Decoder for McEliece Cryptosystem
• Title（参考訳）: McEliece暗号システムのための高効率並列ラウンドマイサムMDPCデコーダ
• Authors: Jiaxuan Cai, Xinmiao Zhang,
• Abstract要約: 中密度パリティチェック(MDPC)コードベースのMcEliece暗号系は、ポスト量子暗号標準のファイナリストのままである。 Min-sum復号アルゴリズムはMDPC符号の他のアルゴリズムよりも性能・複雑さのトレードオフが優れている。 MDPCデコーダのメモリ要求を大幅に低減するために,行層スケジューリング方式を初めて利用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.583725235299022
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The medium-density parity-check (MDPC) code-based McEliece cryptosystem remains a finalist of the post-quantum cryptography standard. The Min-sum decoding algorithm achieves better performance-complexity tradeoff than other algorithms for MDPC codes. However, the prior Min-sum MDPC decoder requires large memories, whose complexity dominates the overall complexity. Besides, its actual achievable parallelism is limited. This paper has four contributions: For the first time, the row-layered scheduling scheme is exploited to substantially reduce the memory requirement of MDPC decoders; A low-complexity scheme is developed to mitigate the performance loss caused by finite precision representation of the messages and high column weights of MDPC codes in row-layered decoding; Constraints are added to the parity check matrix construction to enable effective parallel processing with negligible impacts on the decoder performance and resilience towards attacks; A novel parity check matrix division scheme for highly efficient parallel processing is proposed and the corresponding parallel row-layered decoder architecture is designed. The number of clock cycles for each decoding iteration is reduced by a factor of L using the proposed L-parallel decoder with very small memory overhead. For an example 2-parallel decoder, the proposed design leads to 26% less memory requirement and 70% latency reduction compared to the prior decoder.
• Abstract（参考訳）: 中密度パリティチェック(MDPC)コードベースのMcEliece暗号系は、ポスト量子暗号標準のファイナリストのままである。 Min-sum復号アルゴリズムはMDPC符号の他のアルゴリズムよりも性能・複雑さのトレードオフが優れている。 しかし、以前のMin-sum MDPCデコーダは、複雑さが全体的な複雑さを左右する大きなメモリを必要とする。 加えて、実際の達成可能な並列性は限られている。 本論文は4つのコントリビューションを初めて利用して,MDPCデコーダのメモリ要求を大幅に低減し,メッセージの有限精度表現と行層デコーダにおけるMDPC符号の高列重み化による性能損失を軽減するための低複雑さスキームを開発した。 メモリオーバーヘッドの少ないL並列デコーダを用いて、復号繰り返し毎のクロックサイクル数をLの係数で削減する。 2パラレルデコーダの例では、提案した設計により、以前のデコーダに比べてメモリ要求が26%減少し、遅延が70%減少する。

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