Low Space Complexity Bit-Parallel Shifted Polynomial Basis Multipliers using Irreducible Trinomials

Recently, Fan and Dai introduced a Shifted Polynomial Basis and construct a non-pipeline bit-parallel multiplier for $F_{2^n}$. As the name implies, the SPB is obtained by multiplying the polynomial basis 1, ${\alpha}$, ${\cdots}$, ${\alpha}^{n-1}$ by ${\alpha}^{-\upsilon}$. Therefore, it is easy to transform the elements PB and SPB representations. After, based on the Modified Shifted Polynomial Basis(MSPB), SPB bit-parallel Mastrovito type I and type II multipliers for all irreducible trinomials are presented. In this paper, we present a bit-parallel architecture to multiply in SPB. This multiplier have a space complexity efficient than all previously presented architecture when n ${\neq}$ 2k. The proposed multiplier has more efficient space complexity than the best-result when 1 ${\leq}$ k ${\leq}$ (n+1)/3. Also, when (n+2)/3 ${\leq}$ k < n/2 the proposed multiplier has more efficient space complexity than the best-result except for some cases.

삼항 기약다항식 기반의 저면적 Shifted Polynomial Basis 비트-병렬 곱셈기

최근 Fan과 Dai는 이진체 곱셈기의 효율성을 개선하기 위하여 Shifted Polynomial Basis(SPB)를 제안하고 이를 이용한 non-pipeline 비트-병렬 곱셈기를 제안하였다. SPB는 PB에 {1, ${\alpha}$, $\cdots$, ${\alpha}^{n-l}$}에 ${\alpha}^{-\upsilon}$를 곱한 것으로, 이 둘 사이는 매우 적은 비용으로 쉽게 기저 변환이 된다. 이후 삼항 기약다항식 $f(x)=x^n+x^k+1$을 사용하여 Modified Shifted Polynomial Basis(MSPB) 기반의 SPB 비트-병렬 Mastrovito type I과 type II 곱셈기가 제안되었다. 본 논문에서는 SPB를 이용한 비트-병렬 곱셈기를 제안한다. n ${\neq}$ 2k 일 때 제안하는 곱셈기 구조는 기존의 모든 SPB 곱셈기와 비교하여 효율적인 공간 복잡도를 가진다. 또한, 기존의 가장 작은 공간 복잡도를 가지는 곱셈기와 비교하여 1 ${\leq}$ k ${\leq}$ (n+1)/3인 경우 항상 효율적이다. 또한, (n+2)/3 $\leq$ k < n/2인 경우에도 일분 경우를 제외하고 기존 결과보다 항상 작은 공간 복잡도를 가진다.