Aceleração em Hardware da Transformada Numérica de Fourier para Criptografia Pós-Quântica em System-on-Chip

O CRYSTALS-Kyber é um mecanismo de encapsulamento de chaves baseado em reticulados que utiliza a Transformada Numérica de Fourier (NTT, do inglês \textit{number-theoretic transform}) para acelerar as multiplicações polinomiais. Este trabalho apresenta uma arquitetura de hardware para o cálculo da NTT e de sua inversa, bem como sua implementação em uma plataforma FPGA-SoC. A arquitetura proposta utiliza uma unidade \textit{butterfly} unificada para as operações de Cooley--Tukey e Gentleman--Sande, além de memórias DPRAM organizadas em um esquema \textit{ping-pong}. Para validar o sistema, a arquitetura foi integrada como um periférico mapeado em memória de um processador \textit{dual-core} Cortex-A9 presente na FPGA-SoC. Os resultados demonstraram o funcionamento correto do circuito em um ambiente \textit{hardware-in-the-loop}, alcançando uma frequência máxima de operação de 104,56~MHz e uma utilização de 10.925 ALUTs, 6.404 registradores e 2 blocos DSP.