2024年11月30日，由国家密码管理局指导，中国密码学会主办，海南大学、中国密码学会教育与科普工作委员会承办的“第九届全国密码技术竞赛”（以下简称“国密赛”）在海南海口圆满落幕。由我院安全芯片设计团队研究生陈聪玮、张剑雄、廖佳颖组成“Password”团队完成的“Dilithium签名面积高效硬件实现”荣获全国总决赛一等奖，指导老师为蔡述庭、詹瑞典。

本次大赛分为初赛、复赛和决赛三个阶段。初赛考察参赛成员对密码学及其原理的掌握能力。复赛着重考察参赛队员对密码学原语的理解、协议的设计和软件开发的能力。竞赛覆盖SM系列密码算法、商用密码应用安全性评估、密码标准与法律法规、后量子密码等选题。经过角逐，来自全国92个单位的446支队伍进入复赛。经过层层筛选，来自不同高校、研究所及企业的171支队伍成功晋级总决赛，争夺各个奖项。

颁奖现场

全球研究者正全力以赴开发量子计算机，这种计算机能破解目前保护我们网络安全的加密算法，对依赖于大整数分解和离散对数等数学问题难度的公钥密码体系，如RSA、ECC等构成巨大威胁。NIST于2016年启动了后量子密码（PQC）标准化项目，并在2024年发布了首批后量子加密标准。其中，格基数字签名方案Dilithium在NIST的PQC标准化选拔中脱颖而出，以其卓越的安全性和高效性而备受瞩目。然而，由于其计算复杂性，Dilithium的硬件实现面临面积大和效率低的问题。

团队实现了一种面积效率更优的Dilithium硬件方案。首先，在数据调度层，提出流水线交错执行技术，提升签名生成速度。其次，对于运算单元，通过提出一种轮常数优化的可重构SHA-3单元设计、优化数据存储并引入高效的内存分配机制，以适应低资源消耗、高性能的场景需求。方案获得了最优的面积效率。

我院安全芯片设计团队长期聚焦基于国密和后量子密码芯片的研制，曾成功研制多款自主知识产权的国密芯片，并应用于国内龙头企业。