論文の概要: Efficient TCitH-Based Alternatives to SLH-DSA: Cross-Layer ASIC Design of Mirath

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35053v1
• Date: Mon, 28 Sep 2026 12:47:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-02 17:25:39.367114
• Title: Efficient TCitH-Based Alternatives to SLH-DSA: Cross-Layer ASIC Design of Mirath
• Title（参考訳）: SLH-DSA の効率的な TCitH-based Alternatives: Cross-Layer ASIC Design of Mirath
• Abstract要約: RISC-Vベースのシステムにおいて,TCitHベースのシグネチャスキームであるMirrathの最初のASIC実装を示す。 SLH-DSA ASICと比較して、提案アーキテクチャはセル面積を小さくしながら17.8倍の署名レイテンシを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.770924926239588
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To address the security risks posed by quantum computers, the U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) has standardized the post-quantum signature schemes ML-DSA, FN-DSA, and SLH-DSA. While ML-DSA and FN-DSA are lattice-based, SLH-DSA relies on hash-based assumptions. To support cryptographic agility against future vulnerabilities, NIST is evaluating non-lattice candidates as alternatives to SLH-DSA. Among these, TCitH-based schemes are particularly promising due to their compact keys and small signatures. However, their high computational complexity and memory footprint pose significant challenges for efficient implementations on resource-constrained embedded platforms. They remain largely unexplored in this context, particularly in ASIC implementations. To address this gap, we use a cross-layer methodology combining algorithmic and hardware layers to present, to the best of our knowledge, the first ASIC implementation of Mirath, a TCitH-based signature scheme, in a RISC-V-based system. The design is implemented in a 22nm FD-SOI technology node. Compared with an SLH-DSA ASIC implemented in the same technology node, the proposed architecture achieves 17.8x lower signing latency while requiring 58% less total cell area, showing the potential of TCitH-based signatures as efficient non-lattice alternatives from an implementation perspective.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータによるセキュリティリスクに対処するため、米国国立標準技術研究所(NIST)は、ポスト量子署名スキームML-DSA、FN-DSA、SLH-DSAを標準化した。 ML-DSAとFN-DSAは格子ベースであるが、SLH-DSAはハッシュベースの仮定に依存している。 将来の脆弱性に対する暗号的アジリティをサポートするため、NISTはSLH-DSAの代替として非ラテック候補を評価している。 その中でもTitHベースのスキームは、コンパクトなキーと小さなシグネチャのために特に有望だ。 しかし、その高い計算複雑性とメモリフットプリントは、リソース制約のある組み込みプラットフォーム上での効率的な実装に重大な課題をもたらす。 この文脈では、特にASICの実装において、ほとんど探索されていないままである。 このギャップに対処するために,アルゴリズム層とハードウェア層を組み合わせたクロスレイヤ手法を用いて,RISC-V ベースのシステムにおいて,TitH ベースのシグネチャスキームである Mirath の最初のASIC 実装を行う。 この設計は22nmのFD-SOI技術ノードで実装されている。 同じ技術ノードで実装されたSLH-DSA ASICと比較して、提案アーキテクチャは、全セル面積を58%削減しながら、17.8倍の署名レイテンシを実現する。

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