Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 635050)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система
Вестник Московского энергетического института  / №1 2017

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЫЧИСЛЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЧЕТАНИЙ РАЗЛИЧНЫХ БАЗИСОВ КОНЕЧНЫХ ПОЛЕЙ (250,00 руб.)

0   0
Первый авторГашков Сергей Борисович
АвторыФролов Александр
Страниц9
ID572111
АннотацияПредставлен сравнительный анализ сложности реализации алгоритмов обращения, возведения в степень в полях характеристики два, операции спаривания Тейта и финального экспоненцирования на суперсингулярной эллиптической кривой над такими полями с учетом возможности использования различных базисов конечных полей, в которых осуществляются вычисления. Используются полиномиальный базис (п.б.) {1, β, β2, …, βn –1}, поля GF(2n), почти п.б {β, β2, …, βn}, оптимальный нормальный базис (о.н.б.) {β20, β21, …, β2n–1} и переставленный о.н.б. (β1, β2, …, βn) = {βπ(20), βπ(21), …, βπ(2(n–1))} (п.о.н.б.) базис поля GF(2n), где β есть корень минимального многочлена, генератор о.н.б. 2-го или 3-го типа, а также удвоенный п.п.б. {β, β2, …, β2n} и удвоенный п.о.н.б. {β1, β2, …, β2n} преобразования этих базисов. Используется операция умножения в кольце GF(2)[X], реализованная последовательной программой умножения по алгоритму Карацубы. С использованием этих базисов и операции рассмотрены операции умножения, обращения в возведения в степень в GF(2n). Показано, что возведение в степень 22191 –2 для обращения по малой теореме Ферма можно осуществить, используя 12 умножений при ничтожных затратах на возведения в квадрат. Но обращение с использованием модификации расширенного алгоритма Евклида требует существенно меньших элементарных операций ⊕, & и битовых присваиваний и даже только логических операций по равнению с экспоненцированием по Ферма, что подтверждается усредненными данными по 100 исполнениям операции обращения. Операции спаривания и финального экспоненцирования выполняются в расширении 4-й степени поля GF(2n) с использованием его п.б. или о.н.б. 1-го типа при п.б., п.п.б. или п.о.н.б. исходного поля. Показано, что при использовании для умножения многочленов степени 190 в кольце последовательной программой по методу Карацубы в криптографически значимом поле GF(2191) для спаривания наилучшее сочетание составляют п.о.н.б. поля GF(2n) и п.б. его расширения. При умножении по рекордной по числу исполняемых логических операций программе более предпочтительным является сочетание п.б. основного поля и о.н.б. 1-го типа его расширения. Однако существенное преимущество финального экспоненцирования в п.о.н.б. основного поля и о.н.б. 1-го типа его расширения влечет преимущество использования этого базиса основного поля как при спаривании, так и при финальном экспоненцировании, а для эффективной реализации следующего после операции спаривания операции финального экспоненцирования необходимо преобразование из п.б. в о.н.б. расширения поля, что реализуется просто при использовании общего для п.б. и о.н.б. минимального многочлена. Тогда финальное экспоненцирование осуществляется 17-ю умножениями в расширении поля при практически ничтожных затратах на возведения в квадрат в промежуточных вычислениях. Во втором случае спаривание и финальное экспоненцирование осуществляются при одном и том же сочетании базисов основного поля его расширения. Результаты получены на основе анализа первоисточников, алгоритмов и посредством компьютерных экспериментов.
УДК512.624.9
Гашков, С.Б. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЫЧИСЛЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЧЕТАНИЙ РАЗЛИЧНЫХ БАЗИСОВ КОНЕЧНЫХ ПОЛЕЙ / С.Б. Гашков, Александр Фролов // Вестник Московского энергетического института .— 2017 .— №1 .— С. 59-67 .— URL: https://rucont.ru/efd/572111 (дата обращения: 06.05.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

58 ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ Информатика, вычислительная техника и управление (05.13.00) УДК 512.624.9 Сравнительный анализ вычислений с использованием сочетаний различных базисов конечных полей С.Б. Гашков, А.Б. Фролов Гашков Сергей Борисович — доктор физико-математических наук, профессор кафедры дискретной математики Московского государственного университета им. <...> М.В. Ломоносова, e-mail: sbgashkov@gmail.com Фролов Александр Борисович — доктор технических наук, профессор кафедры математического моделирования НИУ «МЭИ», e-mail: frolov@.mail.ru Представлен сравнительный анализ сложности реализации алгоритмов обращения, возведения в степень в полях характеристики два, операции спаривания Тейта и финального экспоненцирования на суперсингулярной эллиптической кривой над такими полями с учетом возможности использования различных базисов конечных полей, в которых осуществляются вычисления. <...> С использованием этих базисов и операции рассмотрены операции умножения, обращения в возведения в степень в GF(2n } преобразования этих базисов. <...> Используется операция умножения в кольце GF(2)[X], реализованная последова). <...> Показано, что возведение в степень 22191 –2 для обращения по малой теореме Ферма можно осуществить, используя 12 умножений при ничтожных затратах на возведения в квадрат. <...> Операции спаривания и финального экспоненцирования выполняются в расширении 4-й степени поля GF(2n ) с использованием его п.б. или о.н.б. <...> Показано, что при использовании для умножения многочленов степени 190 в кольце последовательной программой по методу Карацубы в криптографически значимом поле GF(2191 GF(2n ) для спаривания наилучшее сочетание составляют п.о.н.б. поля ) и п.б. его расширения. <...> При умножении по рекордной по числу исполняемых логических операций программе более предпочтительным является сочетание п.б. основного поля и о.н.б. <...> 1-го типа его расширения влечет преимущество использования этого базиса основного поля как при спаривании <...>