数字签名算法对于网络安全基础设施有至关重要的作用,目前的数字签名方案大多是基于Rivest-Shamir-Adleman(RSA)和椭圆曲线密码学(ECC)实现的.随着量子计算技术的快速发展,基于传统的公钥密码体系的数字签名方案将面临安全性风险,研究...数字签名算法对于网络安全基础设施有至关重要的作用,目前的数字签名方案大多是基于Rivest-Shamir-Adleman(RSA)和椭圆曲线密码学(ECC)实现的.随着量子计算技术的快速发展,基于传统的公钥密码体系的数字签名方案将面临安全性风险,研究和部署能够抵抗量子攻击的新型密码方案成为重要的研究方向.经过多轮评估分析,美国国家标准研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)于2024年8月公布了后量子数字签名标准方案ML-DSA,其核心算法是Dilithium.针对格基数字签名算法Dilithium高维多项式矩阵运算的特点,基于FPGA平台提出了多种优化实现方法,具体包括可配置参数的多功能脉动阵列运算单元、专用型多项式并行采样模块、针对多参数集的可重构存储单元设计、针对复杂多模块的高并行度时序状态机,旨在突破性能瓶颈以实现更高的签名运算效率,并最终实现了可同时支持3种安全等级的数字签名硬件架构.该设计方案在Xilinx Artix-7 FPGA平台上进行了实际的部署和运行,并且和已有的同类型工作进行了对比.结果表明,与最新的文献相比,该设计方案在3种安全等级下的签名运算效率分别提升了7.4、8.3和5.6倍,为抗量子安全的数字签名运算服务提供了性能基础,并且对于推进格密码方案的工程化和实用化进程提供了一定的借鉴意义和参考价值.展开更多
该文基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),为永磁同步电机驱动提出一种扩张控制集模型预测电流控制策略(model predictive current control,MPCC)。由于在每个控制周期内只有8个基本电压矢量可供选择,传统有限控...该文基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),为永磁同步电机驱动提出一种扩张控制集模型预测电流控制策略(model predictive current control,MPCC)。由于在每个控制周期内只有8个基本电压矢量可供选择,传统有限控制集模型预测电流控制(finite control set MPCC,FCS-MPCC)稳态性能较低。为此,文中采用具有818个可选矢量的ECS来实现更精细的电压输出。为减轻因电压矢量大幅增加而带来的计算负担,设计一种简化的最优矢量搜索策略,且可推广用于其他多目标成本函数。基于算法固有并行性,将所提ECS-MPCC方法在FPGA中进行实现,使电流环总控制时间缩短至0.59μs,从而可以消除计算延迟,提高电流环动态性能。最后,通过仿真和实验,验证所提ECS-MPCC策略的有效性。实验结果表明,与传统FCS-MPCC相比,ECS-MPCC的相电流总谐波失真降低77%。展开更多
文摘数字签名算法对于网络安全基础设施有至关重要的作用,目前的数字签名方案大多是基于Rivest-Shamir-Adleman(RSA)和椭圆曲线密码学(ECC)实现的.随着量子计算技术的快速发展,基于传统的公钥密码体系的数字签名方案将面临安全性风险,研究和部署能够抵抗量子攻击的新型密码方案成为重要的研究方向.经过多轮评估分析,美国国家标准研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)于2024年8月公布了后量子数字签名标准方案ML-DSA,其核心算法是Dilithium.针对格基数字签名算法Dilithium高维多项式矩阵运算的特点,基于FPGA平台提出了多种优化实现方法,具体包括可配置参数的多功能脉动阵列运算单元、专用型多项式并行采样模块、针对多参数集的可重构存储单元设计、针对复杂多模块的高并行度时序状态机,旨在突破性能瓶颈以实现更高的签名运算效率,并最终实现了可同时支持3种安全等级的数字签名硬件架构.该设计方案在Xilinx Artix-7 FPGA平台上进行了实际的部署和运行,并且和已有的同类型工作进行了对比.结果表明,与最新的文献相比,该设计方案在3种安全等级下的签名运算效率分别提升了7.4、8.3和5.6倍,为抗量子安全的数字签名运算服务提供了性能基础,并且对于推进格密码方案的工程化和实用化进程提供了一定的借鉴意义和参考价值.
文摘该文基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),为永磁同步电机驱动提出一种扩张控制集模型预测电流控制策略(model predictive current control,MPCC)。由于在每个控制周期内只有8个基本电压矢量可供选择,传统有限控制集模型预测电流控制(finite control set MPCC,FCS-MPCC)稳态性能较低。为此,文中采用具有818个可选矢量的ECS来实现更精细的电压输出。为减轻因电压矢量大幅增加而带来的计算负担,设计一种简化的最优矢量搜索策略,且可推广用于其他多目标成本函数。基于算法固有并行性,将所提ECS-MPCC方法在FPGA中进行实现,使电流环总控制时间缩短至0.59μs,从而可以消除计算延迟,提高电流环动态性能。最后,通过仿真和实验,验证所提ECS-MPCC策略的有效性。实验结果表明,与传统FCS-MPCC相比,ECS-MPCC的相电流总谐波失真降低77%。
