计算机应用研究

作者：邓斯淇,刘思煌,粟涛,

单位：中山大学电子与信息工程学院,广州510006；

关键词：格密码,噪声生成,离散高斯采样,硬件加速,FPGA,

基金：广东省科技创新战略专项资金资助项目(JMKJ2023117002)；；

基于格的密码学被广泛认为是抵御量子计算攻击的有效方法，因此成为后量子密码学的一个重要研究方向。离散高斯采样器在格密码系统中用于引入噪声，对保证系统安全至关重要。提出了一种基于累积分布表（CDT）方法的离散高斯采样器的电路架构，并实现了噪声生成加速器。设计采用流水线架构，可以在每个时钟周期生成一个样本，提高了采样效率；这种架构同时确保了恒定的工作时间，增强了其抵御侧信道攻击的能力。此外，凭借专门为CDT设计的存储和访问模式，设计在保持较小面积开销的同时，实现了对编译时和运行时可配置性的支持，显著增强了高斯采样器的灵活性。该设计不仅实现了高采样效率和高面积效率，还具备抵御侧信道攻击的能力和高水平的可配置性。在FPGA上的实验结果表明，与当前先进的运行时可重构设计相比，该设计在面积时间积上实现了4.86~14.30倍的改进，在电路的可配置性和性能上均具有明显优势。该工作有助于设计更先进的加解密处理器。

来源：2025年第9期

《计算机应用研究》期刊编辑部

查看计算机应用研究杂志2025年第9期