論文の概要: Utilizing Circulant Structure to Optimize the Implementations of Linear Layers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.18226v1
• Date: Sun, 23 Nov 2025 00:05:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:24.707785
• Title: Utilizing Circulant Structure to Optimize the Implementations of Linear Layers
• Title（参考訳）: 循環構造を利用した線形層実装の最適化
• Authors: Buji Xu, Xiaoming Sun,
• Abstract要約: 対称暗号に使用される線形層を最適化するための新しい手法を提案する。 その結果、ブロック暗号の様々な線形層に対して、従来よりも性能が向上した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5961465088688835
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this paper, we propose a novel approach for optimizing the linear layer used in symmetric cryptography. It is observed that these matrices often have circulant structure. The basic idea of this work is to utilize the property to construct a sequence of transformation matrices, which allows subsequent heuristic algorithms to find more efficient implementations. Our results outperform previous works for various linear layers of block ciphers. For Whirlwind M0 , we obtain two implementations with 159 XOR counts (8% better than Yuan et al. at FSE 2025) and depth 17 (39% better than Shi et al. at AsiaCrypt 2024) respectively. For AES MixColumn, our automated method produces a quantum circuit with depth 10, which nearly matches the manually optimized state-of-the-art result by Zhang et al. at IEEE TC 2024, only with 2 extra CNOTs.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,対称暗号に使用される線形層を最適化するための新しい手法を提案する。 これらの行列は、しばしば循環構造を持つ。 この研究の基本的な考え方は、この特性を利用して変換行列の列を構築し、その後のヒューリスティックアルゴリズムによりより効率的な実装を見つけることである。 その結果、ブロック暗号の様々な線形層に対して、従来よりも性能が向上した。 Whirlwind M0では、159のXOR数(FSE 2025のYuan et alよりも8%)と深さ17(AsiaCrypt 2024のShi et alより39%)の2つの実装を得る。 AES MixColumn では,Zhang らが IEEE TC 2024 で行った手動最適化結果と,2つの追加 CNOT でほぼ一致する深さ10の量子回路を自動生成する。

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