Abstract

CUIMAN MARQUEZ, Raudel; CABRERA SARMIENTO, Alejandro J. 聽and聽 SANCHEZ-SOLANO, Santiago. Aceleraci贸n de la aritm茅tica de curvas el铆pticas en procesadores ARM utilizando instrucciones NEON. EAC [online]. 2020, vol.41, n.3, pp.1-20. 聽Epub聽Dec聽01, 2020. ISSN 1815-5928.

Este trabajo estudia el empleo del repertorio de instrucciones NEON para la implementaci贸n de primitivas criptogr谩ficas de curvas el铆pticas sobre procesadores ARM Cortex-A. Realizando un an谩lisis de las ecuaciones para la aritm茅tica de puntos en diferentes sistemas de coordenadas fue posible identificar varias operaciones sin dependencia de datos entre ellas. De esta manera, dichas operaciones fueron agrupadas en pares para ser ejecutadas simult谩neamente utilizando el coprocesador NEON. Siguiendo este enfoque se implementan operaciones de doble multiplicaci贸n y doble cuadrado en el campo finito ${\mathbb{F}}_p$. Adicionalmente, estas operaciones dobles en ${\mathbb{F}}_p$ son empleadas para acelerar las operaciones de multiplicaci贸n y cuadrado sobre la extensi贸n de campo ${\mathbb{F}}_{p^2}$. Finalmente, al integrar todas estas operaciones dentro de los procedimientos para suma y doblado de puntos, se mide el impacto de las mismas en el rendimiento de la multiplicaci贸n escalar en curvas el铆pticas definidas sobre ambos campos finitos. Gracias a una implementaci贸n mixta empleando C y NEON nuestra soluci贸n es f谩cilmente escalable en tiempo de ejecuci贸n para brindar soporte a varios tama帽os de curva. Los experimentos realizados en el sistema de procesamiento ARM Cortex-A9 empotrado en el dispositivo XC7Z020 de Xilinx reportaron mejoras de rendimiento entre un 32% y un 38% y entre un 9% y un 34% para una multiplicaci贸n escalar basada en NEON con respecto a una implementaci贸n convencional de dicha operaci贸n en curvas de 254 , 384 y 510 bits sobre ${\mathbb{F}}_p$ y ${\mathbb{F}}_{p^2}$ respectivamente. Palabras claves: criptograf铆a de curvas el铆pticas, multiplicaci贸n escalar, ARM Cortex-A, NEON.

Keywords : criptograf铆a de curvas el铆pticas; multiplicaci贸n escalar; ARM Cortex-A; NEON.

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