沐创大讲堂|第一期——后量子密码芯片

发布时间:2022-02

锵锵锵锵锵,大家好!期待已久的《沐创大讲堂》第一期马上开始本期给大家带来后量子密码的相关知识后量子密码芯片研究进展与应用。面向后量子密码、隐私计算的算法-硬件协同设计。开讲前让我们先聆听沐创首席科学家刘雷波教授对大讲堂的期许沐创源于清华大学可重构计算团队,自沐创成立以来,始终与清华大学研究团队保持着紧密联系,《沐创大讲堂》的开办,旨在为理论研究和产品研发架设更加顺畅的沟通桥梁,未来《沐创大讲堂》将实现持续输出,分享团队研究成果,推进沐创产品与清华大学团队理论研究的双向快速成长。

PART ONE

报告开篇,朱文平博士介绍了研究团队的概况及研究方向。随后,便直奔主题,围绕后量子密码的概念、后量子密码的标准化、后量子密码芯片的研究现状、后量子密码芯片的应用等四个方面,展开了报告。

为了更清晰的解释后量子密码的概念,朱文平博士首先抛出了几个概念:什么是密码?经典的密码算法分类有哪些?量子计算机对经典密码技术的影响是什么样的?通过对这些问题的解释,环环相扣的引出了这样一个概念:后量子密码就是当前经典公钥密码的一个升级版,是与我们当前使用的这种经典计算机兼容的、基于更加复杂的数学困难问题、具有抗量子计算机攻击能力的公钥密码算法。随后,朱文平博士又从量子计算机发展趋势、工程应用需求节点、量子密码与后量子密码的区别等维度,生动的解释了部署后量子密码的必要性与紧迫性。

并分别解读了国内外后量子密码标准化的进展情况。

朱文平博士跟我们分享了近四年行业顶会CHES上收录的PQC文章数量,从2018年的7篇到2021年的18篇,足见业内对后量子密码芯片研究的重视程度正逐年提高。随后,朱文平博士从标准演进、算法多样、计算复杂、物理安全等四个维度阐述了当前后量子密码芯片的技术挑战,并对当前研究团队在后量子密码芯片领域取得的学术成就进行了分享。

 

在后量子密码芯片的应用方面,朱文平博士分别从后量子密码在互联网巨头的应用、后量子密码方向的创业公司、后量子密码的工程应用评估等三方面展开了讲解。报告的最后,朱文平博士总结说,后量子密码对于产业而言离得并不遥远,它一定是会到来的,从科技进步的角度来讲的话,这个时间点只能会不断地提前,而且会有各种各样的这种突然来的惊喜。

朱文平博士也倡议产业界贡献力量,从产品或者应用的角度去考虑、去评估后量子密码的标准应该如何确定,从而一起推动标准的确立。

PART TWO

报告开篇,朱益宏博士利用NTT的背景知识,从如何利用NTT高效加速大整数乘法、如何高效解决NTT计算中预处理和后处理的问题、如何设计在资源受限场景下的高效NTT架构、如何解决原位存取NTT结构置换网络复杂的问题等四个方面,详尽的总结了团队目前在后量子密码、全同态加密领域的工作进展。

随后朱益宏博士介绍了Non-NTT style计算结构,并用数据生动地解释了团队成果的优越性。

折叠机制带来5~27x的寄存器和加法器节省;与桌面CPU相比实现38~48x的性能提升;与嵌入式CPU相比实现6800~9100x的性能提升。

报告最后,朱益宏博士从后量子密码硬件设计挑战、分层执行架构中做出的优化工作、最终实现成果的优越性等方面详细讲解了面向多种困难问题的后量子密码芯片。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------沐创,源于清华,自成立以来一直坚持产学联动,踏踏实实做研究,稳扎稳打出产品。未来,沐创将继续加强与清华大学研究团队的沟通与交流,输出更多高性能产品,为芯片领域的发展征程添砖加瓦。《沐创大讲堂》第二期,敬请期待。

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