SNPAKA:基于SNTRUP的双向认证密钥协商协议FPGA实现

作     者：杨亚涛 王在舟 曾萍 肖嵩 YANG Ya-Tao;WANG Zai-Zhou;ZENG Ping;XIAO Song

作者机构：北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院西安710071 

出 版 物：《密码学报》 (Journal of Cryptologic Research)

年 卷 期：2022年第9卷第4期

页      面：709-724页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0839[工学-网络空间安全] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家密码科学基金 “通信工程”、“电子信息工程”国家级一流本科专业建设点项目 

主　　题：NTRU Prime 密钥封装算法 认证密钥协商 FPGA 

摘      要：NTRU Prime项目是NIST抗量子算法征集第三轮备选方案之一,该项目中的SNTRUP是一种小型格基加解密与密钥封装算法.为了解决抗量子攻击的认证密钥协商协议在FPGA硬件上高效实现的难题,我们给出了SNTRUP Core加密/解密模块与SNTRUP封装/解封装模块的层次关系,利用SNTRUP的密钥封装特性,设计了双向认证密钥协商协议SNPAKA,通过四步握手实现了快速认证密钥协商过程,并进行了FPGA硬件平台上的实际测试.经过测试和分析,该方案密钥生成速度为198.22 kb/s,封装速度为1983.27 kb/s,解封装速度为919.84 kb/s,在计算速度上,相比经典NTRU算法NTRUEncrypt提升了8.83倍,相比RSA1024公钥加密算法提升近了4.53倍.