Implementation and analysis of the post-quantum algorithm NTRU Prime on an FPGA
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Date
2023-11-02
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Así como la tecnología avanza a un paso rápido, también lo hace la necesidad de mantener
comunicaciones seguras. Los computadores actuales tienen una defensa eficiente contra
ataques cibernéticos gracias a los algoritmos criptográficos, pero, el riesgo a la seguridad de
los datos es cada vez más fuerte, especialmente en la era de los computadores cuánticos los
métodos de encriptación actuales están en riesgo de ser comprometidos. Por lo tanto,
últimamente se ha visto la necesidad de revisar nuevos algoritmos capaces de soportar
ataques de este estilo. A estos se les da el nombre de algoritmos post-cuánticos.
Teniendo en cuenta lo anterior, debido a que los computadores cuánticos representan un
posible problema de seguridad, los algoritmos post-cuánticos han ganado bastante interés en
los últimos años, tanto así que National Institute of Standards and Technology (NIST) de
Estados Unidos creó un concurso con el fin de estandarizarlos. Este concurso
cuenta con tres fases ya realizadas, actualmente entrando a la cuarta, y entre los finalistas de
la fase tres se encontró NTRU PRIME, siendo este, el algoritmo a estudiar e implementar en
el marco de este proyecto.
NTRU PRIME es una derivación de un algoritmo post-cuántico llamado NTRU; ambos están
basados en anillos algebraicos, siendo la principal diferencia, como el nombre lo dice, que
NTRU PRIME se asegura de usar números primos para la mayor parte de sus parámetros.
Este algoritmo fue inicialmente propuesto en 2016 y se vio como una buena alternativa a NTRU debido a la reducción del
campo de ataque que tiene a comparación con su original.
Con lo anterior en mente, con la amenaza constante de la computación cuántica es más
importante que nunca seguir investigando algoritmos post-cuanticos, la seguridad de nuestros
datos es más importante en esta nueva era y la implementación de estos algoritmos es un
paso en la dirección correcta para asegurarse de la seguridad y confiabilidad de nuestra
información teniendo al frente al campo de la computación cuántica avanzando a paso rápido.
Por esto en este proyecto se estudiará el comportamiento de NTRU PRIME en una FPGA para
poder ayudar al entendimiento de este algoritmo y, a su vez, revisar que tan útil seria en una
implementación de este estilo a comparación con otras ya realizadas anteriormente
Description
Keywords
IMPLEMENTACIÓN, FPGA, NTRU PRIME, ALGORITMO, POST-CUÁNTICO