論文の概要: P$_\ell$-Kyber: Packing $\ell$ Plaintexts and Lattice Coding for Kyber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.17185v1
- Date: Thu, 24 Apr 2025 01:39:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.217268
- Title: P$_\ell$-Kyber: Packing $\ell$ Plaintexts and Lattice Coding for Kyber
- Title（参考訳）: P$_\ell$-Kyber: Packing $\ell$ Plaintexts and Lattice Coding for Kyber
- Authors: Shuiyin Liu, Amin Sakzad,
- Abstract要約: Kyber のような KEM の符号化と暗号化の合体設計を提案する。
我々の設計では、暗号文パッキングと格子パッキングの2つの技法が特徴である。
DFRと通信コストは、暗号文パッキングと格子パッキングによって大幅に削減されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.317605401561789
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work, we propose a joint design of encoding and encryption processes for KEMs like Kyber, without assuming the independence of the decoding noise entries. Our design features two techniques: ciphertext packing and lattice packing. First, we extend the Peikert-Vaikuntanathan-Waters (PVW) method to the Kyber: $\ell$ plaintexts are packed into a single ciphertext. This scheme is referred to as P$_\ell$-Kyber. We prove that the P$_\ell$-Kyber is IND-CCA secure under the M-LWE hardness assumption. We show that the decryption decoding noise entries across the $\ell$ plaintexts (also known as layers) are mutually independent. Second, we propose a cross-layer lattice encoding scheme for the P$_\ell$-Kyber, where every $\ell$ cross-layer information symbols are encoded to a lattice point. This way we obtain a \emph{coded} P$_\ell$-Kyber, where the decoding noise entries for each lattice point are mutually independent. Therefore, the decryption failure rate (DFR) analysis does not require the assumption of independence among the decryption decoding noise entries. Both DFR and communication cost (CER) are greatly decreased thanks to ciphertext packing and lattice packing. Finally, we demonstrate that with $\ell=24$ and Leech lattice encoder, the proposed coded P$_\ell$-KYBER1024 achieves DFR $<2^{-281}$ and CER $ = 4.6$, i.e., a decrease of CER by $90\%$ compared to KYBER1024.
- Abstract（参考訳）: そこで本研究では,Kyber のような KEM の符号化処理と暗号化処理を,ノイズエントリの独立性を前提とせずに共同で設計する手法を提案する。
我々の設計では、暗号文パッキングと格子パッキングの2つの技法が特徴である。
まず、Peikert-Vaikuntanathan-Waters (PVW) メソッドを Kyber に拡張する。
このスキームは P$_\ell$-Kyber と呼ばれる。
P$_\ell$-Kyber が M-LWE 硬度仮定の下で IND-CCA であることを証明する。
我々は、$$\ell$平文(層とも呼ばれる)にわたるノイズエントリの復号化が相互に独立であることを示します。
第二に、P$_\ell$-Kyberに対して、各$$\ell$-Kyberの情報シンボルを格子点に符号化するクロス層格子符号化方式を提案する。
このようにして P$_\ell$-Kyber を得ることができ、各格子点に対するデコードノイズエントリは互いに独立である。
したがって、復号化故障率(DFR)解析は、復号化ノイズエントリ間の独立性の仮定を必要としない。
DFRと通信コスト(CER)は、暗号文パッキングと格子パッキングによって大幅に削減されている。
最後に、$\ell=24$ および Leech 格子エンコーダを用いて、提案符号付き P$_\ell$-KYBER1024 が DFR $<2^{-281}$ と CER $ = 4.6$,すなわち、KYBER1024 と比較して CER が 90 % 減少することを示す。
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