Description
La multiplication est une opération arithmétique coûteuse comparativement à l'addition. Aussi il est intéressant, étant donné une application, de minimiser le nombre de produits à effectuer pour la calculer. Dans cette étude, nous nous restreignons au cas des applications bilinéaires.<br/> En effet, parmi les applications bilinéaires, nous étions intéressés en premier lieu par la multiplication polynomiale. Ce problème ancien a déjà été très étudié. La première découverte fut celle de Karatsuba (1962) qui montra que l'on peut effectuer le produit de deux polynômes de degré~$2$ en n'utilisant que $3$ produits au lieu de $4$ avec l'algorithme quadratique. Puis Toom \& Cook (1963) montrèrent que $5$ multiplications suffisent à calculer le produit de polynômes de degré~$3$. En généralisant le problème aux polynômes de degré~$n$ fixé, on définit alors $M(n)$ le nombre minimal de produits à effectuer pour une telle multiplication. Le calcul de $M(n)$ est difficile et on ne dispose bien souvent que de bornes supérieures, de formules sans preuve de leur optimalité. En 2005, Montgomery effectua une recherche exhaustive de formules pour la multiplication de polynômes de degré~$5$ et trouva de nouvelles formules pour le degré~$6$ et ~$7$. Nous avons alors cherché à généraliser son approche et réduire son coût grâce à une formalisation en terme d'espace vectoriel. Nous présentons ainsi un algorithme permettant d'énumérer toutes les formules contenant exactement $k$ produits calculant une application bilinéaire. Cet algorithme permet de calculer le nombre minimal de produits à calculer pour certaines applications bilinéaires. Enfin, notre algorithme ne se restreignant pas au produit de polynômes, nous avons pu appliquer cet algorithme à d'autres problèmes tels que~: le produit court, la multiplication dans une extension de corps ou encore de matrices.
Prochains exposés
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Efficient zero-knowledge proofs and arguments in the CL framework
Orateur : Agathe Beaugrand - Institut de Mathématiques de Bordeaux
The CL encryption scheme, proposed in 2015 by Castagnos and Laguillaumie, is a linearly homomorphic encryption scheme, based on class groups of imaginary quadratic fields. The specificity of these groups is that their order is hard to compute, which means it can be considered unknown. This particularity, while being key in the security of the scheme, brings technical challenges in working with CL,[…] -
Constant-time lattice reduction for SQIsign
Orateur : Sina Schaeffler - IBM Research
SQIsign is an isogeny-based signature scheme which has recently advanced to round 2 of NIST's call for additional post-quantum signatures. A central operation in SQIsign is lattice reduction of special full-rank lattices in dimension 4. As these input lattices are secret, this computation must be protected against side-channel attacks. However, known lattice reduction algorithms like the famous[…] -
Circuit optimisation problems in the context of homomorphic encryption
Orateur : Sergiu Carpov - Arcium
Fully homomorphic encryption (FHE) is an encryption scheme that enables the direct execution of arbitrary computations on encrypted data. The first generation of FHE schemes began with Gentry's groundbreaking work in 2019. It relies on a technique called bootstrapping, which reduces noise in FHE ciphertexts. This construction theoretically enables the execution of any arithmetic circuit, but[…] -
Cycles of pairing-friendly abelian varieties
Orateur : Maria Corte-Real Santos - ENS Lyon
A promising avenue for realising scalable proof systems relies on the existence of 2-cycles of pairing-friendly elliptic curves. More specifically, such a cycle consists of two elliptic curves E/Fp and E’/Fq that both have a low embedding degree and also satisfy q = #E(Fp) and p = #E’(Fq). These constraints turn out to be rather restrictive; in the decade that has passed since 2-cycles were first[…]-
Cryptography
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