Details

Целью работы является повышение скорости работы схемы электронной подписи «Крыжовник». Объектом исследования являются средства аутентификации в информационных системах. Задачи, решаемые в ходе исследования: 1. Проанализировать схему электронной подписи «Крыжовник», в частности вычислительную сложность ее операций. 2. Исследовать способы повышения скорости сложных вычислительных операций. 3. Исследовать подходы к синтезу высокоуровневого кода в язык описания аппаратуры и выполнить синтез схемы электронной подписи. 4. Выполнить аппаратную реализацию и провести ее оценку. В ходе работы исследована схема электронной цифровой подписи «Крыжовник». Проанализированы современные исследования в области повышения скорости вычислений в криптографических схемах на решетках и статьи, посвященные синтезу высокоуровневого кода. В результате работы был синтезирован код схемы подписи на язык описания аппаратуры. Сделан вывод о том, что криптографические механизмы на решетках уступают по скорости выполнения классическим. Полученные результаты могут быть использованы в качестве основы для создания аппаратных устройств, выполняющих подпись с использованием схемы «Крыжовник». Для достижения результатов синтезирован и оптимизирован код схемы электронной подписи «Крыжовник» с использованием инструмента Vivado HLS.

The purpose of the study is acceleration the operation of the “Kryzhovnik” digital signature scheme. The object of the work is authentication means in information systems. The research set the following goals: 1. Analysis the “Kryzhovnik” digital signature scheme, particularly the computational complexity of its operations. 2. Investigation methods for accelerating complex computational operations. 3. Development of method to find software defects in Linux kernel network stack implementation based on fuzzing with snapshots. 4. Examination of approaches to high-level synthesis into a hardware description language and perform the synthesis of the digital signature scheme. 5. Conduction and evaluation optimization of the hardware implementation. During the work Linux kernel network stack implementation and architecture were studied. Modern studies in Linux kernel security and vulnerabilities scanning areas were analyzed. During work, the "Kryzhovnik" digital signature scheme was studied. Modern research on accelerating computations in lattice-based cryptographic schemes, as well as articles on high-level synthesis, were analyzed. As a result, the signature scheme code was synthesized into a hardware description language. It was concluded that lattice-based cryptographic mechanisms are slower than classical ones. The results obtained can serve as a basis for developing hardware devices implementing the "Kryzhovnik" signature scheme. To achieve these results, the "Kryzhovnik" digital signature scheme code was synthesized and optimized using the Vivado HLS tool.