Kryptografie založená na mřížkách na omezených zařízeních

Simple item page
but.committeedoc. Ing. Karel Burda, CSc. (předseda) doc. Ing. Martin Kyselák, Ph.D. (místopředseda) Ing. Michal Lares, Ph.D. (člen) Ing. Tomáš Lieskovan, Ph.D. (člen) Ing. Ján Sláčik (člen) Ing. Ondřej Mokrý, Ph.D. (člen) Mgr. Jakub Vostoupal, Ph.D. (člen)cs
but.defenceStudent prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky oponenta: Které části kódu algoritmů Dilithium a DS2 jsou nevíce výpočetně náročné? Zvažoval jste jejich nahrazení assembler kódem?cs
but.jazykangličtina (English)
but.programInformační bezpečnostcs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorRicci, Saraen
dc.contributor.authorShapoval, Vladyslaven
dc.contributor.refereeDzurenda, Petren
dc.date.created2024cs
dc.description.abstractTato diplomová práce prezentuje modifikovanou softwarovou implementaci podpisového schématu založeného na modulové mřížce Dilithium a jeho distribuované varianty DS2 pro mikrokontrolér ARM Cortex-M4. Dilithium je součástí sady CRYSTALS a byl vybrán NIST jako nový postkvantový podpisový standard. Tato práce se zaměřuje na snížení paměťové náročnosti obou algoritmů, aby byly více aplikovatelné na širší spektrum mikrokontrolérů a omezených zařízení. Oba podpisy byly optimalizovány pro běh na mikrokontroléru STM32 Cortex-M4. Na jedné straně Dilithium podpis prezentoval již optimalizovanou implementaci, která může běžet na mikrokontroléru. Proto jsme se zaměřili na přidání hardwarové akcelerace pro AES pro generování pseudonáhodných čísel během generování podpisu. Na druhé straně je podpis DS2 více paměťově náročný a navrhli jsme dva optimalizační přístupy přizpůsobené mikrokontroléru. Tyto optimalizace mají za cíl snížit spotřebu paměti při zachování bezpečnostní síly. Experimentální výsledky a bezpečnostní analýza demonstrují účinnost a praktičnost našich řešení. V důsledku naší práce jsme úspěšně vyvinuli nové verze jak Dilithium, tak DS2 s paměťovou spotřebou sníženou o více než 50\% a 90\%, respektive, ve srovnání s originálem.en
dc.description.abstractThis master’s thesis presents a modified software implementation of the module-lattice-based signature scheme Dilithium and its distributed variant DS2 for the ARM Cortex-M4 microcontroller. Dilithium is a part of the CRYSTALS suite and was selected by the NIST as a new post-quantum signature standard. This work is focused on reducing the memory footprint of both algorithms in order to make them more applicable to a wider spectrum of microcontrollers and constrained devices. Both signatures were optimized to run on the STM32 Cortex-M4 microcontroller. On one hand, Dilithium signature presented an already optimized implementation that can run on a microcontroller. Therefore, we focused on adding hardware acceleration support for AES for the generation of pseudo-random numbers during the generation of the signature. On the other hand, DS2 signature is more memory demanding and we proposed two microcontroller-tailored optimization approaches. These optimizations aim to reduce memory consumption while maintaining security strength. Experimental results and security analysis demonstrate the efficacy and practicality of our solutions. As a result of our work, we successfully developed new versions of both Dilithium and DS2 with memory consumption reduced by more than 50\% and 90\%, respectively, compared to the original.cs
dc.description.markAcs
dc.identifier.citationSHAPOVAL, V. Kryptografie založená na mřížkách na omezených zařízeních [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.cs
dc.identifier.other155271cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/246058
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectDilithiumen
dc.subjectPostkvantová kryptografieen
dc.subjectLWEen
dc.subjectmikrokontroléryen
dc.subjectprahový podpisen
dc.subjectkvantově odolnéen
dc.subjectoptimalizace RAMen
dc.subjectDilithiumcs
dc.subjectPost-quantum cryptographycs
dc.subjectLWEcs
dc.subjectmicrocontrollerscs
dc.subjectthreshold signaturecs
dc.subjectquantum-resistantcs
dc.subjectRAM-optimizationcs
dc.titleKryptografie založená na mřížkách na omezených zařízeníchen
dc.title.alternativeLattice-Based Cryptography on Constrained Devisescs
dc.typeTextcs
dc.type.drivermasterThesisen
dc.type.evskpdiplomová prácecs
dcterms.dateAccepted2024-06-06cs
dcterms.modified2024-06-07-08:33:26cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
sync.item.dbid155271en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.26 14:41:54en
sync.item.modts2025.01.15 18:46:18en
thesis.disciplinebez specializacecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav telekomunikacícs
thesis.levelInženýrskýcs
thesis.nameIng.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
3.97 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.zip
Size:
7.85 MB
Format:
Unknown data format
Description:
file appendix-1.zip
Download
Thumbnail Image
Name:
review_155271.html
Size:
5.02 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_155271.html
Download
Collections
2024