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Area-Time Efficient Computation of Niederreiter Encryption on qc-mdpc codes for Embedded Hardware

IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS 2017年第8期66卷 1313-1325页

作者： Hu, Jingwei Cheung, Ray C. C. City Univ Hong Kong Dept Elect Engn Hong Kong Hong Kong Peoples R China

In this paper, we present a fast implementation for qc-mdpc Niederreiter encryption. Existing high-speed implementations are considerably resource involving but the solution we propose here mitigates such situation while maintaining the high throughputs. In particular, new arithmetic for lightweight Hamming weight computation and a fast sorting network for mdpc decoding are proposed. A novel constant weight coding unit is proposed to enable standard asymmetric encryptions. For now, the design presented in this work is the fastest one of existing qc-mdpc code based encryptions in the public domain. The area-time product of this work drops by at least 53 percent compared to previous fast speed designs of qc-mdpc based encryptions. It is shown for instance that our implementation of encrypting engine can sign one encryption in 3.86 mu s on a Xilinx Virtex-6 FPGA with 3371 slices. Our iterative decrypting engine can decrypt one ciphertext in 114.64 mu s with 5271 slices and our faster non-iterative decrypting engine can decrypt in 65.76 mu s with 8781 slices.

关键词： code-based cryptography niederreiter encryption scheme qc-mdpc code FPGA implementation

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