面向 Curve25519 和 Curve448 的高性能统一椭圆曲线密码加速器
密码学与安全
2025-04-08 v1
摘要
在现代关键基础设施中，如电力网，确保网络连接设备之间数据通信的安全性，同时遵循严格的延迟标准。这使得加密硬件加速器成为必要。我们提出了一个支持 NIST 标准蒙哥马利曲线 Curve25519 和 Curve448（分别为 128 位和 224 位安全级别）的高性能统一椭圆曲线密码加速器。我们的加速器实现了卡方和式大整数乘法的广泛并行处理，重新结构化蒙哥马利梯算法中的算术运算，并利用底层伪-梯森素数域和 Solinas 素数的特殊数学属性以获得优化性能。我们的设计确保了跨两个曲线计算的高效资源共享，并包含几个标准的侧信道防御措施。我们的 ASIC 实现实现了 Curve25519 / Curve448 的记录性能和能耗为 10.38 s / 54.01 s 和 0.72 J / 3.73 J，显著优于现有技术。
引用
@article{arxiv.2504.04731,
title = {A High-Performance Curve25519 and Curve448 Unified Elliptic Curve Cryptography Accelerator},
author = {Aniket Banerjee and Utsav Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04731},
year = {2025}
}
备注
Published in 2024 IEEE High Performance Extreme Computing Conference (HPEC)