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Camellia密码算法S盒的量子电路优化
1
作者
吕轶
罗庆斌
+1 位作者
李强
郑圆梦
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S01期1017-1022,共6页
S盒是Camellia密码算法重要的非线性组件。使用Toffoli门、CNOT门和NOT门构建Camellia密码算法S盒的量子电路。为了降低计算的复杂度,根据S盒的代数表达式,将有限域GF(2^(8))中的乘法求逆运算同构到GF((2^(4))^(2))的复合域中的运算,构...
S盒是Camellia密码算法重要的非线性组件。使用Toffoli门、CNOT门和NOT门构建Camellia密码算法S盒的量子电路。为了降低计算的复杂度,根据S盒的代数表达式,将有限域GF(2^(8))中的乘法求逆运算同构到GF((2^(4))^(2))的复合域中的运算,构造出Camellia密码算法S盒的量子电路。在优化方面,将仿射矩阵、同构矩阵以及一组CNOT门对应的矩阵先进行乘法操作,再进行综合,使用DORCIS工具优化GF(2^(4))中乘法求逆的量子电路,运用W-Type算法优化矩阵运算的量子电路。最终得到的S盒的量子电路只需使用20个量子比特,52个Toffoli门、178个CNOT门和13个NOT门,Toffoli深度为40,电路深度为130。该量子电路的正确性通过IBM公司的Aer模拟器进行验证。相比于已有的结果,文中使用的量子资源有了进一步的减少。
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关键词
量子电路
CAMELLIA
S盒
复合域
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职称材料
SM4密码算法S盒的量子电路优化
2
作者
李强
罗庆斌
+2 位作者
吕轶
郑圆梦
沈济南
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第2期455-465,共11页
S盒是SM4密码算法中的重要非线性组件.首先基于复合域理论,将S盒代数表达式中有限域GF(2^(8))中的运算同构到复合域GF((2^(4))2)中的运算,然后使用NCT门库逐步构建并优化各个运算的量子电路,最后综合出完整的S盒量子电路.为降低Toffoli...
S盒是SM4密码算法中的重要非线性组件.首先基于复合域理论,将S盒代数表达式中有限域GF(2^(8))中的运算同构到复合域GF((2^(4))2)中的运算,然后使用NCT门库逐步构建并优化各个运算的量子电路,最后综合出完整的S盒量子电路.为降低Toffoli门的使用量,根据GF(24)中乘法计算的代数表达式,选取使用Toffoli门最少的量子电路.为了降低CNOT门的使用量,主要从三方面优化:一是使用最优的CNOT电路综合出4阶矩阵的量子电路;二是采用置换矩阵法以及优化子电路的方式综合出8阶矩阵的量子电路;三是通过先合并计算再综合的思路优化整个S盒中CNOT门的数量.该S盒量子电路使用Qiskit Aer量子模拟器实现,并验证了其正确性.经量子资源分析,该优化的S盒量子电路一共使用了21个量子比特、10个NOT门、152个CNOT门和34个Toffoli门,电路深度为97.Toffoli门数量、总量子逻辑门数量、电路深度等相比已有结果都有较大减少.
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关键词
量子电路
SM4
S盒
复合域
优化
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职称材料
基于SARIMA模型的山西省居民消费价格指数分析与预测
3
作者
郑圆梦
孔舒
+2 位作者
孔梦瑶
赵一帆
周旭婧
《统计学与应用》
2023年第3期697-705,共9页
居民消费价格指数(CPI)是一项反映城乡居民所购买生活消费品和服务项目的价格水平变动情况的宏观经济指标。本文选取山西省2016年1月至2022年12月的CPI月度数据,利用R软件,建立SARIMA模型进行时间序列分析。经检验,ARIMA(0,1,1)×(0...
居民消费价格指数(CPI)是一项反映城乡居民所购买生活消费品和服务项目的价格水平变动情况的宏观经济指标。本文选取山西省2016年1月至2022年12月的CPI月度数据,利用R软件,建立SARIMA模型进行时间序列分析。经检验,ARIMA(0,1,1)×(0,1,1)12模型的拟合效果较好。用该模型预测山西省未来一年的CPI,发现数据走势平稳。
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关键词
消费价格指数
山西省
SARIMA模型
R软件
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职称材料
题名
Camellia密码算法S盒的量子电路优化
1
作者
吕轶
罗庆斌
李强
郑圆梦
机构
湖北民族大学智能科学与工程学院
电子科技大学信息与软件学院
湖北民族大学数学与统计学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第S01期1017-1022,共6页
基金
国家自然科学基金(62262020)
湖北省自然科学基金(2020CFB326)
湖北民族大学研究生创新项目(MYK2023074)。
文摘
S盒是Camellia密码算法重要的非线性组件。使用Toffoli门、CNOT门和NOT门构建Camellia密码算法S盒的量子电路。为了降低计算的复杂度,根据S盒的代数表达式,将有限域GF(2^(8))中的乘法求逆运算同构到GF((2^(4))^(2))的复合域中的运算,构造出Camellia密码算法S盒的量子电路。在优化方面,将仿射矩阵、同构矩阵以及一组CNOT门对应的矩阵先进行乘法操作,再进行综合,使用DORCIS工具优化GF(2^(4))中乘法求逆的量子电路,运用W-Type算法优化矩阵运算的量子电路。最终得到的S盒的量子电路只需使用20个量子比特,52个Toffoli门、178个CNOT门和13个NOT门,Toffoli深度为40,电路深度为130。该量子电路的正确性通过IBM公司的Aer模拟器进行验证。相比于已有的结果,文中使用的量子资源有了进一步的减少。
关键词
量子电路
CAMELLIA
S盒
复合域
Keywords
Quantum circuit
Camellia
S-box
Composite field
分类号
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
下载PDF
职称材料
题名
SM4密码算法S盒的量子电路优化
2
作者
李强
罗庆斌
吕轶
郑圆梦
沈济南
机构
湖北民族大学智能科学与工程学院
电子科技大学信息与软件工程学院
出处
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第2期455-465,共11页
基金
国家自然科学基金(62262020,12164037)
湖北省自然科学基金(2020CFB326)
湖北民族大学研究生科研创新资助项目(MYK2023074)。
文摘
S盒是SM4密码算法中的重要非线性组件.首先基于复合域理论,将S盒代数表达式中有限域GF(2^(8))中的运算同构到复合域GF((2^(4))2)中的运算,然后使用NCT门库逐步构建并优化各个运算的量子电路,最后综合出完整的S盒量子电路.为降低Toffoli门的使用量,根据GF(24)中乘法计算的代数表达式,选取使用Toffoli门最少的量子电路.为了降低CNOT门的使用量,主要从三方面优化:一是使用最优的CNOT电路综合出4阶矩阵的量子电路;二是采用置换矩阵法以及优化子电路的方式综合出8阶矩阵的量子电路;三是通过先合并计算再综合的思路优化整个S盒中CNOT门的数量.该S盒量子电路使用Qiskit Aer量子模拟器实现,并验证了其正确性.经量子资源分析,该优化的S盒量子电路一共使用了21个量子比特、10个NOT门、152个CNOT门和34个Toffoli门,电路深度为97.Toffoli门数量、总量子逻辑门数量、电路深度等相比已有结果都有较大减少.
关键词
量子电路
SM4
S盒
复合域
优化
Keywords
quantum circuit
SM4
S box
composite field
optimization
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于SARIMA模型的山西省居民消费价格指数分析与预测
3
作者
郑圆梦
孔舒
孔梦瑶
赵一帆
周旭婧
机构
河南科技大学数学与统计学院
出处
《统计学与应用》
2023年第3期697-705,共9页
文摘
居民消费价格指数(CPI)是一项反映城乡居民所购买生活消费品和服务项目的价格水平变动情况的宏观经济指标。本文选取山西省2016年1月至2022年12月的CPI月度数据,利用R软件,建立SARIMA模型进行时间序列分析。经检验,ARIMA(0,1,1)×(0,1,1)12模型的拟合效果较好。用该模型预测山西省未来一年的CPI,发现数据走势平稳。
关键词
消费价格指数
山西省
SARIMA模型
R软件
分类号
F72 [经济管理—产业经济]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Camellia密码算法S盒的量子电路优化
吕轶
罗庆斌
李强
郑圆梦
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
SM4密码算法S盒的量子电路优化
李强
罗庆斌
吕轶
郑圆梦
沈济南
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
基于SARIMA模型的山西省居民消费价格指数分析与预测
郑圆梦
孔舒
孔梦瑶
赵一帆
周旭婧
《统计学与应用》
2023
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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