Hardware Implementation of Barrett Reduction Exploiting Constant Multiplication
Notice bibliographique
Résumé
The efficient realization of an Elliptic Curve Cryptosystem is contingent on the efficiency of scalar multiplication. These systems can be improved by optimizing the underlying finite field arithmetic operations which are the most costly such as modular reduction. There are elliptic curves over prime fields for which very efficient reduction formulas are possible due to the special structure of the moduli. For prime moduli of arbitrary form, however, use of general reduction formulas, such as Barrett's reduction algorithm, are necessary. Barrett's algorithm performs modular reduction efficiently by using multiplication as opposed to division, an operation which is generally expensive to realize in hardware. We note, however, that when an Elliptic Curve Cryptosystem is defined over a fixed prime field, all multiplication steps in Barrett's scheme can be realized through constant multiplications; this allows for further optimization. In this thesis, we study the influence using constant multipliers has on four different Barrett reduction variants targeting the Virtex-7 (xc7vx485tffg1157-1). We use the FloPoCo core generator to construct constant multiplier implementations for the different multiplication steps required in each scheme. Then, we create a hybrid constant multiplier circuit based on Karatsuba multiplication which uses smaller FloPoCo-generated base multipliers. It is shown that for certain multiplication steps, the hybrid design provides an improvement in the resource utilization of the constant multiplier circuit at the cost of an increase in the critical path delay. A performance comparison of different Barrett reduction circuits using different combinations of constant multiplier architectures is presented. Additionally, a fully pipelined implementation of each Barrett reduction variant is also designed capable of achieving operational frequencies in the range of 496-504MHz depending on the Barrett scheme considered. With the addition of a 256-bit pipelined Karatsuba multiplier circuit, we also present a compact and fully pipelined modular multiplier based on these Barrett architectures capable of achieving very high throughput compared to others in the literature without the use of embedded multipliers.
Conservé avec la notice de tri, où il sert de preuve aux étiquettes ci-dessus.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Le tri à trois modèles
les 5 600 travaux triés →Les trois modèles l'ont jugé hors champ.
Hardware implementation of Barrett modular reduction for elliptic curve cryptography; the object is a circuit design.
The dissertation develops hardware implementations for cryptographic arithmetic rather than studying research.
Hardware implementation of modular reduction for cryptography; computer engineering, not metaresearch.
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».