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摘要

随着量子计算的发展，传统公钥密码体制面临严峻挑战。NIST标准化的基于格密码的Kyber算法是后量子时代密钥封装机制的核心标准。然而，Kyber算法的参考实现在资源受限的ARM嵌入式平台上存在计算效率低、指令并行度差及访存开销大等问题。针对上述瓶颈，开展了面向微架构的实现优化研究。采用Union双视图数据布局与缓存行对齐策略，结合高级单指令多数据扩展（NEON）的8路并行数论变换及Keccak循环展开方法，在Rockchip RK3399（ARM Cortex-A72）平台进行了测试。结果显示，不同安全等级下密钥生成、封装与解封装等关键操作的CPU周期下降55.6%～62.4%，吞吐量提升125.2%～166.1%。研究表明，数据布局与指令级并行协同优化可显著提升后量子密码在资源受限平台上的部署效率。

关键词

后量子密码；Kyber；ARM架构；NEON向量化；性能优化

参考文献

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作者简介

常洺赫（2002—），男，汉族，山西晋中人，硕士研究生在读，研究方向：密码学。