Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Fast and Error-Free Negacyclic Integer Convolution using Extended Fourier Transform

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F21%3A00350544" target="_blank" >RIV/68407700:21230/21:00350544 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-030-78086-9_22" target="_blank" >https://doi.org/10.1007/978-3-030-78086-9_22</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-78086-9_22" target="_blank" >10.1007/978-3-030-78086-9_22</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Fast and Error-Free Negacyclic Integer Convolution using Extended Fourier Transform

  • Popis výsledku v původním jazyce

    With the rise of lattice cryptography,(negacyclic) convolution has received increased attention. Eg, the NTRU scheme internally employs cyclic polynomial multiplication, which is equivalent to the standard convolution, on the other hand, many Ring-LWE-based cryptosystems perform negacyclic polynomial multiplication. A method by Crandall implements an efficient negacyclic convolution over a finite field of prime order using an extended Discrete Galois Transform (DGT)–a finite field analogy to Discrete Fourier Transform (DFT). Compared to DGT, the classical DFT runs faster by an order of magnitude, however, it suffers from inevitable rounding errors due to finite floating-point number representation. In a recent Fully Homomorphic Encryption (FHE) scheme by Chillotti et al. named TFHE, small errors are acceptable (although not welcome), therefore we decided to investigate the application of DFT for negacyclic convolution. The primary goal of this paper is to suggest a method for fast negacyclic convolution over integer coefficients using an extended DFT. The key contribution is a thorough analysis of error propagation, as a result of which we derive parameter bounds that can guarantee even error-free results. We also suggest a setup that admits rare errors, which allows to increase the degree of the polynomials and/or their maximum norm at a fixed floating-point precision. Finally, we run benchmarks with parameters derived from a practical TFHE setup. We achieve around 24x better times than the generic NTL library (comparable to Crandall’s method) and around 4x better times than a naıve approach with DFT, with no errors.

  • Název v anglickém jazyce

    Fast and Error-Free Negacyclic Integer Convolution using Extended Fourier Transform

  • Popis výsledku anglicky

    With the rise of lattice cryptography,(negacyclic) convolution has received increased attention. Eg, the NTRU scheme internally employs cyclic polynomial multiplication, which is equivalent to the standard convolution, on the other hand, many Ring-LWE-based cryptosystems perform negacyclic polynomial multiplication. A method by Crandall implements an efficient negacyclic convolution over a finite field of prime order using an extended Discrete Galois Transform (DGT)–a finite field analogy to Discrete Fourier Transform (DFT). Compared to DGT, the classical DFT runs faster by an order of magnitude, however, it suffers from inevitable rounding errors due to finite floating-point number representation. In a recent Fully Homomorphic Encryption (FHE) scheme by Chillotti et al. named TFHE, small errors are acceptable (although not welcome), therefore we decided to investigate the application of DFT for negacyclic convolution. The primary goal of this paper is to suggest a method for fast negacyclic convolution over integer coefficients using an extended DFT. The key contribution is a thorough analysis of error propagation, as a result of which we derive parameter bounds that can guarantee even error-free results. We also suggest a setup that admits rare errors, which allows to increase the degree of the polynomials and/or their maximum norm at a fixed floating-point precision. Finally, we run benchmarks with parameters derived from a practical TFHE setup. We achieve around 24x better times than the generic NTL library (comparable to Crandall’s method) and around 4x better times than a naıve approach with DFT, with no errors.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10102 - Applied mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    Cyber Security Cryptography and Machine Learning

  • ISBN

    978-3-030-78085-2

  • ISSN

    0302-9743

  • e-ISSN

    1611-3349

  • Počet stran výsledku

    19

  • Strana od-do

    282-300

  • Název nakladatele

    Springer Nature Switzerland AG

  • Místo vydání

    Basel

  • Místo konání akce

    Be'er Sheva

  • Datum konání akce

    8. 7. 2021

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    WRD - Celosvětová akce

  • Kód UT WoS článku