論文の概要: Efficient and Flexible Differet-Radix Montgomery Modular Multiplication for Hardware Implementation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12701v1
- Date: Wed, 17 Jul 2024 16:24:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 16:26:03.960171
- Title: Efficient and Flexible Differet-Radix Montgomery Modular Multiplication for Hardware Implementation
- Title（参考訳）: ハードウェア実装のための高効率かつフレキシブルなディフェレット型モンゴメリーモジュラ乗算法
- Authors: Yuxuan Zhang, Hua Guo, Chen Chen, Yewei Guan, Xiyong Zhang, Zhenyu Guan,
- Abstract要約: DRMMMと呼ばれる反復モンゴメリーモジュラー乗算の効率的な並列変乗法を提案し、複数の反復で商を計算できるようにする。
提案した変種に基づいて,高速な動作を実現するための高性能ハードウェア実装アーキテクチャを設計する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.516310806294433
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Montgomery modular multiplication is widely-used in public key cryptosystems (PKC) and affects the efficiency of upper systems directly. However, modulus is getting larger due to the increasing demand of security, which results in a heavy computing cost. High-performance implementation of Montgomery modular multiplication is urgently required to ensure the highly-efficient operations in PKC. However, existing high-speed implementations still need a large amount redundant computing to simplify the intermediate result. Supports to the redundant representation is extremely limited on Montgomery modular multiplication. In this paper, we propose an efficient parallel variant of iterative Montgomery modular multiplication, called DRMMM, that allows the quotient can be computed in multiple iterations. In this variant, terms in intermediate result and the quotient in each iteration are computed in different radix such that computation of the quotient can be pipelined. Based on proposed variant, we also design high-performance hardware implementation architecture for faster operation. In the architecture, intermediate result in every iteration is denoted as three parts to free from redundant computations. Finally, to support FPGA-based systems, we design operators based on FPGA underlying architecture for better area-time performance. The result of implementation and experiment shows that our method reduces the output latency by 38.3\% than the fastest design on FPGA.
- Abstract（参考訳）: モンゴメリーのモジュラー乗算は公開鍵暗号システム(PKC)で広く使われ、上位システムの効率に直接影響を及ぼす。
しかし、セキュリティの需要が増し、計算コストが重くなるため、モジュラリティは増大している。
モンゴメリーモジュラー乗算の高性能な実装は、PKCの高効率な演算を保証するために緊急に必要である。
しかし、既存の高速実装では中間結果を単純化するために大量の冗長計算が必要である。
冗長表現のサポートは、モンゴメリーモジュラー乗法において極めて限定的である。
本稿では,DRMMMと呼ばれる反復モンゴメリーモジュラー乗法を並列に並列に並列に実行し,複数の反復で商を計算できるようにする手法を提案する。
この変種では、中間結果の項と各反復における商を異なる基数で計算し、商の計算をパイプライン化することができる。
提案した変種に基づいて,高速な動作を実現するための高性能ハードウェア実装アーキテクチャを設計する。
アーキテクチャでは、各イテレーションにおける中間結果は、冗長な計算から解放される3つの部分として表される。
最後に,FPGAベースのシステムをサポートするために,FPGA基盤アーキテクチャに基づく演算子を設計し,面積時間性能を向上する。
実装と実験の結果,FPGAの高速設計よりも出力遅延を38.3倍に削減できることがわかった。
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