Project

Back to overview

Scientific computing using commodity hardware

English title Scientific computing using commodity hardware
Applicant Lenstra Arjen K.
Number 144981
Funding scheme R'EQUIP
Research institution Laboratoire de cryptologie algorithmique EPFL - IC - IIF - LACAL
Institution of higher education EPF Lausanne - EPFL
Main discipline Information Technology
Start/End 01.10.2014 - 30.09.2015
Approved amount 70'000.00
Show all

All Disciplines (2)

Discipline
Information Technology
Mathematics

Keywords (5)

elliptic curve discrete logarithm; elliptic curve method; playstaion 3 game console cluster; integer factorization; secuiryt evaluation

Lay Summary (Italian)

Lead
Il nostro gruppo e' interessato a valutare la sicurezzadi sistemi crittografici. Per anni abbiamo valutato ilpotenziale per il calcolo scientifico di dispositiviCommercial-Off-The-Shelf (COTS) presenti sul mercato(in particolare abbiamo utilizzato un cluster di consolePlaystation 3), in alternativa ai sistemi ad alteprestazioni. Con il presente progetto continueremo ilnostro lavoro in questo campo.
Lay summary
La console Playstation 3 e' equipaggiata con un
processore Cell ad alte prestazioni. Il Cell e'
dotato di 8 Synergistic Processing Units (SPU) che
forniscono una potenza di calcolo pari a quella di
vari "core generici" ma ad un prezzo molto inferiore.
Grazie alla potenza di calcolo del cluster di PS3
abbiamo completato calcoli crittografici su larga
scala altrimenti impossibili da portare a termine.

Forti dell'esperienza acquisita sulle PS3 abbiamo
adattato codice sorgente ad altri dispositivi
hardware di largo consumo, non usati di solito per
questo tipo di calcoli. Graphics Processing Units
(GPUs) presenti sulle schede grafiche e processori
ARM sono un esempio. Con questo progetto ci poniamo
l'obiettivo di portare a termine calcoli innovativi
su tali dispostivi o su nuove piattaforme.

Piu' precisamente esploreremo come sfruttare la
potenza di calcolo di cui disponiamo per il problema
del logaritmo discreto su curve ellittiche (o altri
tipi di campi finiti), per l'algoritmo delle curve
ellittiche per la fattorizzazione (che ha varie
applicazioni), per l'aritmetica di numeri interi
di grandi dimensioni, per il calcolo di prodotti
di matrici sparse e vettori di grandi dimensioni
e anche per problemi di crittografia a chiave
simmetrica che possono interessarci (come la ricerca
di collisioni di funzioni di hash, o quella di
chiavi crittografiche). Nuove attivita' saranno
incluse in relazione agli sviluppi che avranno
luogo.

E' presto per concludere per quali dispositivi
opteremo. Al momento propendiamo per un cluster
di GPU generiche, in alternativa a soluzioni come
le GPU NVIDIA Tesla, in quanto costituiscono una
migliore soluzione per la nostra infrastruttura
rispetto ad un cluster di processori ARM (che
attualmente risulta non competitivo considerando
cosa offre il mercato, ma che in futuro potrebbe
rivelarsi una scelta interessante). Altre
alternative promettenti potrebbero apparire sul
mercato prima di dover prendere la decisione finale.
Direct link to Lay Summary Last update: 02.11.2012

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Computation of a 768-bit prime field discrete logarithm
Kleinjung Thorsten, Diem Claus, Lenstra Arjen, Priplata Christine, Stahlke Colin (2016), Computation of a 768-bit prime field discrete logarithm, IACR, eprint.iacr.org.
Mersenne factorization factory
Kleinjung Thorsten, Lenstra Arjen, Bos Joppe (2014), Mersenne factorization factory, in Proceedings of ASIACRYPT 2014, South KoreaSpringer-Verlag, Berlin.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
University of Leipzig, Mathematics Department Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
119776 Computational cryptanalysis of asymmetric cryptosystems: Theory and Practice 01.06.2008 Project funding
153113 Lattice algorithms: development of algorithms using the representation technique 01.05.2014 Project funding
132160 Computational Cryptanalysis of Asymmetric Cryptosystems: Theory and Practice, II 01.10.2010 Project funding
126368 Theoretical and practical aspects of parallelized integer lattice reduction and related problems 01.03.2010 Project funding
156420 New discrete logarithm algorithms: theory and practice 01.10.2014 Project funding

Abstract

Information is protected using cryptographic methods thatrely on certain mathematical problems. If those problems canbe solved, the information can be accessed, so the problemsare chosen in such a way that solving them is too difficultor too expensive. With a constant flood of new and morepowerful hardware, the cost of computing constantly decreases,thereby affecting existing security margins of informationprotection methods. In this project we intend to study inparticular the effect of hardware that is targeted at theconsumer market for entertainment or communication purposes,but that turns out to have powerful computational capabilitiesas well to solve the mathematical problems at hand. This isa follow-up project to our cluster of 215 Playstation 3game consoles that was used for a variety of breakthroughcryptologic projects.
-