SHA2とSHAKEを統合したSPHINCS＋署名生成ハードウェアの設計

情報処理学会

書誌事項

タイトル別名
  • Design of SPHINCS+ Signature Generation Hardware Integrating SHA2 and SHAKE

説明

量子コンピュータの発展により，RSA や楕円曲線暗号は破られる可能性が高まっており，耐量子計算機暗号の導入が急務となっている．SPHINCS＋ は NIST による標準化が決まったデジタル署名アルゴリズムであり，ハッシュの衝突困難性のみを安全性の根拠とするため他のデジタル署名よりも安全と考えられる．しかしその分計算に時間がかかるため，ハードウェアでの高速化が必要である．現時点で採用されているパラメータには SHA2 と SHAKE の 2 パターンがあり，これらの 2 つのハッシュに対応することにより通信相手のデバイスとの互換性の問題を回避できる．統合に際して片方のハッシュのパフォーマンスを損なわないよう，クロック周期が整合するようなハッシュの設計を検討した．

With the advancement of quantum computers, the likelihood of breaking RSA and elliptic curve cryptography has increased, making the introduction of post-quantum cryptography urgent. SPHINCS+ is a digital signature algorithm that has been standardized by NIST, and it is considered more secure than other digital signatures because it relies solely on the collision resistance of hash functions for its security. However, because it takes more time to compute, hardware acceleration is necessary. The currently adopted parameters include two patterns: SHA2 and SHAKE. By supporting these two hashes, compatibility issues with the communication partner's device can be avoided. A hash design was considered to ensure clock cycles are aligned, preventing the performance of one hash from being compromised.

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