Post-quantum cryptographic hardware primitives

The development and implementation of post-quantum cryptosystems have become a pressing issue in the design of secure computing systems, as general quantum computers have become more feasible in the last two years. In this work, we introduce a set of hardware post-quantum cryptographic primitives (PCPs) consisting of four frequently used security components, i.e., public-key cryptosystem (PKC), key exchange (KEX), oblivious transfer (OT), and zero-knowledge proof (ZKP). In addition, we design a high speed polynomial multiplier to accelerate these primitives. These primitives will aid researchers and designers in constructing quantum-proof secure computing systems in the post-quantum era.Published versio

Post-Quantum Cryptographic Hardware Primitives

The development and implementation of post-quantum cryptosystems have become a pressing issue in the design of secure computing systems, as general quantum computers have become more feasible in the last two years. In this work, we introduce a set of hardware post-quantum cryptographic primitives (PCPs) consisting of four frequently used security components, i.e., public-key cryptosystem (PKC), key exchange (KEX), oblivious transfer (OT), and zero-knowledge proof (ZKP). In addition, we design a high speed polynomial multiplier to accelerate these primitives. These primitives will aid researchers and designers in constructing quantum-proof secure computing systems in the post-quantum era.Comment: 2019 Boston Area Architecture Workshop (BARC'19

Enabling secure multi-party computation with FPGAs in the datacenter

Big data utilizes large amounts of processing resources requiring either greater efficiency or more selectivity. The collection and managing of such large pools of data also introduces more opportunities for compromised security and privacy, necessitating more attentive planning and mitigations. Multi-Party Computation (MPC) is a technique enabling confidential data from multiple sources to be processed securely, only revealing agreed-upon results. Currently, adoption is limited by the challenge of basing a complete system on available software libraries. Many libraries require expertise in cryptography, do not efficiently address the computation overhead of employing MPC, and leave deployment considerations to the user. In this work we consider the available MPC protocols, changes in computer hardware, and growth of cloud computing. We propose a cloud-deployed MPC as a Service (MPCaaS) to help eliminate the barriers to adoption and enable more organizations and individuals to handle their shared data processing securely. The growing presence of Field Programmable Gate Array (FPGA) hardware in datacenters enables accelerated computing as well as low latency, high bandwidth communication that bolsters the performance of MPC. Developing an abstract service that employs this hardware will democratize access to MPC, rather than restricting it to the small overlapping pools of users knowledgeable about both cryptography and hardware accelerators. A hardware proof of concept we have implemented at BU supports this idea. We deployed an efficient three-party Secret Sharing (SS) protocol supporting both Boolean and arithmetic shares on FPGA hardware. We compare our hardware design to the original authors' software implementations of Secret Sharing and to research results accelerating MPC protocols based on Garbled Circuits with FPGAs. Our conclusion is that Secret Sharing in the datacenter is competitive and, when implemented on FPGA hardware, is able to use at least 10$\times$ fewer computer resources than the original work using CPUs. Finally, we describe the ongoing work and envision research stages that will help us to build a complete MPCaaS system

Libro de Abstracts | VIII Jornadas de Investigación y Doctorado: “Ética en la Investigación Científica”

El objetivo de estas Jornadas es promover el intercambio científico entre estudiantes de doctorado, fomentando la participación, el debate y la discusión, de aspectos científicos tan importantes como la ética de la investigación. Para poner en valor el papel de los doctores en la sociedad, no podemos pasar por alto las competencias transversales que estos deben adquirir en su formación como doctores. Si bien la ética es algo fundamental en todas las facetas de la vida, en el caso de los investigadores cobra especial relevancia, ya que son generadores de conocimiento sobre el que se asentarán futuros desarrollos y políticas de interés para toda la sociedad. Por lo tanto, con el fin de incrementar la proyección social de las investigaciones llevadas a cabo y la proyección profesional de los doctores, es importante incidir en su formación ética. La base de la investigación académica está construida sobre la confianza. Los investigadores confían en que los resultados informados por otros son veraces. La sociedad confía en que los resultados de la investigación reflejan un intento honesto por parte de los científicos de describir el mundo de forma precisa. Pero esta confianza sólo perdurará si la comunidad científica transmite los valores asociados a la conducta de la ética de investigación. Por este motivo, la Universidad juega un papel muy importante en la formación de los doctores en cuestiones éticas que son inherentes al método científico y a la generación de conocimiento. Dentro de las universidades, las Escuelas Internacionales de Doctorado, con nuestros recursos, aptitudes y espacio de influencia, nos convertimos en actores clave para promover actitudes éticas entre los doctorandos, y estas Jornadas son una oportunidad muy valiosa para tratar este tema. Las ramas de conocimiento que se incluyen para estas Jornadas son las derivadas de los programas de doctorado de la EIDUCAM: -Ciencias de la Salud -Tecnologías de la Computación e Ingeniería Ambiental -Ciencias Sociales -Ciencias del DeporteActividad Física y DeporteAdministración y Dirección de EmpresasAgricultura y VeterinariaArte y HumanidadesCiencias AmbientalesCiencias de la AlimentaciónCiencias de la ComunicaciónCiencias ReligiosasDerechoEducaciónEnfermeríaFarmaciaIdiomasIngeniería, Industria y ConstrucciónMedicinaOdontologíaPodologíaPsicologíaTerapia y RehabilitaciónTurism