Da Quantencomputer-Bedrohungen drohen, können spezialisierte Prozessoren eine praktikable Abwehr bieten? Diese Studie stellt ein anwendungsspezifisches Befehlssatzprozessor-(ASIP-)Design vor, das auf Lattice-basierte Kryptographie-(LBC-)Algorithmen zugeschnitten ist, die als vielversprechende Kandidaten für Post-Quanten-Kryptographie (PQC) gelten. Das ASIP-Design, das sich auf die Algorithmen Kyber, Saber und NewHope konzentriert und auf der Transport Triggered Architecture (TTA) basiert, umfasst benutzerdefinierte Hardwarebeschleuniger für rechenintensive Schritte. Im Vergleich zu prominenten RISC-V-Kernen und Befehlssatzerweiterungsstudien demonstriert das vorgeschlagene Design eine überlegene Effizienz, Leistung und Ressourcenauslastung sowohl in FPGA- als auch in ASIC-Implementierungen. Die Forschung trägt zu einer leichten und effizienten Lösung für die Implementierung von PQC-Algorithmen auf eingebetteten Systemen bei und geht auf den dringenden Bedarf an Prozessordesigns ein, die diese Algorithmen effektiv ausführen können. Dies bietet einen entscheidenden Schritt zur Sicherung sensibler Daten vor zukünftigen Quantenangriffen.
Diese im Arabian Journal for Science and Engineering veröffentlichte Arbeit steht im Einklang mit dem Fokus der Zeitschrift auf Ingenieurwesen und Technologie. Das Design eines anwendungsspezifischen Befehlssatzprozessors (ASIP) für Post-Quanten-Kryptographie-Algorithmen trägt zur Erforschung technischer Lösungen für aufkommende technologische Herausforderungen durch die Zeitschrift bei. Der Vergleich von FPGA- und ASIC-Implementierungen passt auch zum Schwerpunkt der Zeitschrift auf praktische technische Anwendungen.