Ανάπτυξη αρχιτεκτονικής και FPGA υλοποίησης για τη συνάρτηση κατακερματισμού (Hash-Function) SHA-3

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, υλοποιήθηκε το κρυπτογραφικό πρότυπο SHA3, βασισμένο στην συνάρτηση κατακερματισμού Keccak σε τεχνολογία FPGA. Οι κρυπτογραφικές συναρτήσεις κατακερματισμού είναι ένα ουσιώδες κομμάτι της σύγχρονης κρυπτογραφίας και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που χρειάζονται αυ...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μουνταλάς, Γεώργιος
Άλλοι συγγραφείς: Θεοδωρίδης, Γεώργιος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2020
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/13323
Περιγραφή
Περίληψη:Στην παρούσα διπλωματική εργασία, υλοποιήθηκε το κρυπτογραφικό πρότυπο SHA3, βασισμένο στην συνάρτηση κατακερματισμού Keccak σε τεχνολογία FPGA. Οι κρυπτογραφικές συναρτήσεις κατακερματισμού είναι ένα ουσιώδες κομμάτι της σύγχρονης κρυπτογραφίας και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που χρειάζονται αυθεντικοποίηση μηνύματος και ψηφιακές υπογραφές. Ο Keccak έχει διαφορετική εσωτερική δομή από τα SHA1 και SHA2 και γι’ αυτό επιλέχθηκε ως βάση του προτύπου SHA3, ώστε να συμπληρώνει τα άλλα δύο. Οι συναρτήσεις κατακερματισμού είναι κατάλληλες για υλοποίηση σε hardware ως συνεπεξεργαστές, εκτελώντας hashing μεγάλου όγκου δεδομένων, όπως πακέτα δικτύου. Σχεδιάστηκαν δύο αρχιτεκτονικές, η κάθε μια με διαφορετικό στόχο προς επίτευξη. Η πρώτη αρχιτεκτονική έχει στόχο την απλή υλοποίηση του Keccak και η δεύτερη αρχιτεκτονική έχει στόχο τη βελτίωση της ρυθμοαπόδοσης. Τα αποτελέσματα της υλοποίησης των δύο αρχιτεκτονικών είναι για την πρώτη αρχιτεκτονική ρυθμοαπόδοση της τάξης των 7 Gbps με συχνότητα ρολογιού 154 MHz ενώ για τη δεύτερη αρχιτεκτονική ρυθμοαπόδοση της τάξης των 13,6 Gbps με συχνότητα ρολογιού 300 MHz. Σε σχέση με άλλες πρόσφατα δημοσιευμένες σχεδιάσεις, με τους ίδιους στόχους, η αρχιτεκτονική βέλτιστης ρυθμοαπόδοσης βρίσκεται στο μέσο των αποτελεσμάτων ενώ η βασική αρχιτεκτονική βρίσκεται στο κάτω άκρο. Ωστόσο και οι δύο αρχιτεκτονικές έχουν μικρό ίχνος σε επιφάνεια, κάνοντας τες αρκετά αποδοτικές.