Σχεδιασμός Πολυπαραμετρικής Αρχιτεκτονικής και Υλοποίηση σε FPGA του Αλγορίθμου MORUS για Πιστοποιημένη Κρυπτογράφηση

  1. MSc thesis
  2. ΑΘΑΝΑΣΑΚΗΣ, ΗΡΑΚΛΗΣ
  3. Συστήματα Κινητού και Διάχυτου Υπολογισμού (ΣΔΥ)
  4. 26 September 2020 [2020-09-26]
  5. Ελληνικά
  6. 54
  7. ΚΙΤΣΟΣ, ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣ
  8. MORUS | CAESAR | Πιστοποιημένη Κρυπτογράφηση
  9. 3
  10. 18
  11. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
    • Τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονη η ανάγκη για εξεύρεση νέων ασφαλών αλγορίθμων κρυπτογράφησης κατάλληλων για εξειδικευμένες υπηρεσίες. Ως προς την προσπάθεια αυτή, υπάρχει σε ισχύ ένας σημαντικός διαγωνισμός (Caesar competition) στoν οποίo λαμβάνουν μέρος τόσο ερευνητικά ινστιτούτα και πανεπιστήμια όσο και γνωστές εταιρείες, με σκοπό την εύρεση του καλύτερου αλγορίθμου, καταρχάς από άποψη ασφάλειας ως προς την υπηρεσία Πιστοποιημένης Κρυπτογράφησης και κατά δεύτερον ως προς το πλήθος των εφαρμογών που μπορεί να υποστηρίξει ο κάθε αλγόριθμος. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να μελετηθεί διεξοδικά ως προς τις αρχιτεκτονικές του ο αλγορίθμος MORUS που ήταν υποψήφιος σ΄ αυτόν τον διαγωνισμό και να προταθούν αρχικά πολυπαραμετρικές αρχιτεκτονικές και έπειτα μια αποδοτική υλοποίηση σε FPGA. Σχεδιάστηκε μια συμπαγής αρχιτεκτονική και να έγινε η αντίστοιχη υλοποίηση σε FPGA για εφαρμογές που καλύπτουν το φάσμα των ενσωματωμένων συστημάτων και του διαδικτύου των πραγμάτων (ΙοΤ). Τα χαρακτηριστικά αυτά κατά βάση είναι η μικρή κάλυψη πόρων υλισμικού και η χαμηλή κατανάλωση. Έτσι υλοποιήθηκαν τρεις εκδόσεις του αλγορίθμου, μια για κάθε σενάριο χρήσης που έθετε ο διαγωνισμός CAESAR. H MORUS-640-128 για εφαρμογές που θα εκτελούνται σε συσκευές περιορισμένων πόρων και περιορισμένης επιφάνειας, η MORUS-1280-128 για εφαρμογές με απαίτηση για υψηλές ταχύτητες και τέλος η MORUS-1280-256 για εφαρμογές που απαιτούν αυξημένη ασφάλεια. Τα πειραματικά δεδομένα και οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν τις σχεδιαστικές επιλογές.
    • In recent years there is a strong need to find new secure encryption algorithms suitable for specialized services and application. In this regard, there is an important competition (Caesar competition) in which both research institutes and universities and well-known companies participate in order to find the best algorithm in terms of security for the Certified Encryption service and in terms of the number of applications that each algorithm can support. The purpose of this thesis was to study in detail in terms of its architectures the MORUS algorithm that was a candidate in this competition and to propose multi-parametric architectures and an efficient implementation in FPGA. A compact architecture was designed and implemented in FPGA for applications covering the range of embedded systems and the Internet of Things (IoT). These features are basically limited hardware resources and the low consumption. Thus, three versions of the algorithm were implemented, one for each usage scenario set by the CAESAR competition. MORUS- 640-128 for applications that will run on devices with limited resources and limited area, MORUS-1280-128 for applications requiring high speeds and finally MORUS-1280-256 for applications that require increased security. Experimental data and measurements confirm the design choices.
  13. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.