Secure Hardware Architecture for Post-Quantum Cryptography Implementation in IoT Devices with Limited Resources
- سال انتشار: 1404
- محل انتشار: کنفرانس سراسری پیشگامان نوآوری در مهندسی کامپیوتر، فناوری اطلاعات و هوش مصنوعی
- کد COI اختصاصی: ITAIC01_054
- زبان مقاله: انگلیسی
- تعداد مشاهده: 87
نویسندگان
Department of Computer Science, Azad University, Bushehr, Iran
National University of Skill, Enghelab Technical College, Tehran, Iran
Department of Computer Science, Azad University, Bushehr, Iran
چکیده
The emergence of quantum computing poses a significant threat to current cryptographic systems, particularly in resource-constrained Internet of Things (IoT) devices. This paper presents a novel secure hardware architecture specifically designed for implementing post-quantum cryptography (PQC) on IoT devices with limited resources. The proposed architecture, named LightPQ, incorporates a modular design with dedicated accelerators for lattice-based cryptography operations, secure key storage mechanisms, and hardware-based countermeasures against side-channel attacks. The architecture achieves a balance between security, performance, and energy efficiency by leveraging optimized arithmetic units, memory management techniques, and reconfigurable components. We implement LightPQ on an FPGA platform and evaluate its performance using four NIST PQC finalists: Kyber, SABER, Dilithium, and FALCON. Experimental results demonstrate that LightPQ reduces energy consumption by up to ۷۲% compared to software implementations while providing ۵.۲× speedup for key operations. The architecture requires only ۳۲KB of memory and consumes ۲۸mW of power at ۱۶MHz, making it suitable for resource-constrained IoT devices. Security analysis confirms resistance against timing attacks, power analysis, and fault injection with minimal overhead. This work contributes a practical solution for securing IoT ecosystems against quantum threats while addressing the stringent resource constraints of embedded devices.کلیدواژه ها
post-quantum cryptography, IoT security, hardware acceleration, lattice-based cryptography, side-channel protection, resource-constrained devicesمقالات مرتبط جدید
- یادگیری بازنمایی بصری متضاد مبتنی بر رویکردهای تعاملی و تخاصمی
- هوشمندسازی مدارس
- هوش مصنوعی و تحلیل بقا برای پیش بینی طول عمر حرفهای بازیکنان بسکتبال NBA با استفاده از دادههای پزشکی و عملکردی
- هوش مصنوعی در سیستم های قدرت
- هوش مصنوعی در خدمت تاریخ: بازخوانی سنگ نبشته های تخت جمشید با بهره گیری از فناوریهای تشخیص نوشتار و تحلیل زبان
اطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.