Postkvantová kryptografie na FPGA

Abstract

Předmětem bakalářské práce je postkvantová kryptografie na FPGA. Teoretická část práce se zabývá seznámením čtenáře s technologií FPGA, základními principy jazyka VHDL, současnou situací na poli postkvantové kryptografie a postkvantovým digitálním podpisovým schématem CRYSTALS-Dilithium. Tomuto schématu je věnována zvýšená pozornost. Jsou rozebrány algoritmy nutné k jeho fungování, jako SHAKE, NTT a dílčí operace pro kompresi veřejného klíče. Praktická část obsahuje hardwarovou implementaci funkce rozšířitelného výstupu SHAKE a dílčích operací algoritmu Dilithium, jako jsou Decompose, UseHint, Power2Round a další.Subject of this bachelor thesis is postquantum cryptography on FPGA. Focus of theoretical part is to acquaint the reader with FPGA technology, basic principles of VHDL language, current situation in the field of postquantum cryptography and postquantum digital signing scheme CRYSTALS-Dilithium. Increased attention is paid to this scheme. Algorithms needed for function of the scheme, such as SHAKE, NTT and smaller operations used for public key compression, are described. Practical part contains hardware implementation of expandable output function SHAKE and smaller operations, such as Decompose, UseHint, Power2Round and others.