|
|
Simulation of cryptographic algorithms using FPGA
Németh, František ; Mašek, Jan (oponent) ; Smékal, David (vedoucí práce)
Bachelor thesis is dealing with a cipher standard AES and with a design of encryption and decryption components for AES in special modes of operation. Programming language is VHDL. In theoretical part of thesis is a further descriptions of AES and behaviour of block cipher operation modes. Furthermore the brief description of VHDL, FPGA and NetCOPE framework is a piece of theoretical part as well. The practical part contains designs which are made in developing environment Vivado from Xilinx. Programmed modes of operation are ECB, CBC, CTR and CFB. Simulation outputs and synthesis results are summerized in tables.
|
|
|
Implementace šifrovacích algoritmů na platformě FPGA
Zugárek, Adam ; Sládok, Ondřej (oponent) ; Smékal, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce popisuje problematiku zabezpečení dat pomocí šifrování a autorovu vlastní implementaci na platformě FPGA. Cílem práce je implementace šifry na hardwarově akcelerované síťové kartě COMBO. Úvod práce je zaměřen na teoretický popis šifrování pomocí blokových šifer. Pro implementaci byla vybrána šifra AES, která je nejznámější používanou šifrou. Její detailní popis je popsán v první části této práce. V druhé části je popsána autorova vlastní implementace kódu šifry AES v jazyce VHDL. Dále je popsaná implementace a způsob, jakým je výsledný program propojen s frameworkem FPGA karty – NetCOPE. Závěrem práce jsou prezentovány dosažené výsledky. Výsledný program nešifruje síťovou komunikaci jako takovou, pouze zpracovává data uložená v hardwaru karty, které předává hostujícímu počítači.
|
|
|
Šifrovaná komunikace mezi FITkitem a PC
Kouřil, Miroslav ; Strnadel, Josef (oponent) ; Růžička, Richard (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problémem utajení citlivých dat při přenosu mezi dvěma systémy. Pro šifrování byl vybrán standard AES. Jedná se o blokovou symetrickou šifru. Pro praktickou realizaci bylo určeno spojení mezi platformou FITkit a osobním počítačem pomocí sériové komunikace. Na straně FITkitu je program realizován v jazyce C a na straně osobního počítače v jazyce C++. Pro ustavení spojení a výměnu informací o šifrování byl navržen jednoduchý protokol. Kvůli problémům se sériovou komunikací na straně kitu byly vytvořeny dvě aplikace. První čte šifrovaná data z kitu a překládá je pomocí přednastavených hodnot. Druhá komunikuje s emulátorem kitu na druhém počítači a pracuje v plném rozsahu, tzn. ustavení spojení, domluva na tvorbě průběžných klíčů, na počtu šifrovacích kol, bezpečná výměna klíčů a možnost čtení a zápisu dat do kitu.
|
|
|
Simulation and analysis of the block cipher mode with statistical self-synchronization
Kopčan, Marek ; Zezula, Radek (oponent) ; Burda, Karel (vedoucí práce)
There is a enormous rise in importance of cryptography. In age of hi-technologies, where information are the most valuable asset, is need to protect this value. But we need to transport information between us and keep information confidental. In this case we use special modes of block cipher because of defect in communication canal. Not all modes are able to deal with this problem. For this purpose, there are special modes. This work deal with self-synchronization modes of block cipher. It is protection of tranfered information in communication canal against different types of defects. We will exam two self-synchronization modes - OCFB (Optimized Cipher FeedBack) and SCFB (Statistical Cipher FeedBack). Both have their advantages and disadvantages. The goal of this work is to provide analyse of both modes and to create simulation model. This model should help with further research of self-synchronization modes.
|
|
|
Type-preserving Matrices and Block Cipher Security
Okediran, Tunmbi Olayemi ; Kureš, Miroslav (oponent) ; Aragona, Riccardo (vedoucí práce)
We introduced a new property of the mixing layers of block ciphers. This property is called non-type-preserving and it guarantees resistance to algebraic attacks based on imprimitivity of the group generated by the round functions. We considered the binary matrix corresponding to the mixing layer and gave necessary and sufficient conditions on the binary matrix that ensures non-type-preserving property. Then we showed that some real-life ciphers satisfy those necessary and sufficient conditions and so are non-type-preserving. The ciphers considered were GOST, PRESENT, and AES. Lastly, in chapter 4 we showed that if the mixing layer of SPN cipher that uses addition modulo 2^n for key mixing is non-type-preserving then the group generated by the round function is primitive.
|
|
|
Implementace šifrovacích algoritmů v jazyce VHDL
Fruněk, Lukáš ; Fukač, Tomáš (oponent) ; Kořenek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a implementací šifrovacích algoritmů DES a AES, operující v režimu CTR. Navržené moduly jsou implementovány v jazyce VHDL a slouží k umístění do programovatelných hradlových polí FPGA, konkrétně pro zařízení Intel Arria 10 SX 480. Algoritmy jsou optimalizovány s cílem dosáhnout maximální propustnosti za použití rozvinutí a vnitřního zřetězení iterací algoritmů. Navržený šifrovací modul DES dosahuje propustnosti 26.2 Gbit/s při obvodové frekvenci 410 MHz, a modul AES dosahuje propustnosti 34.6 Gbit/s při obvodové frekvenci 271 MHz, což je řádově tisícinásobné zrychlení oproti softwarovým implementacím stejných algoritmů pro vestavěné procesory.
|
|
|
Zabezpečení vysokorychlostních komunikačních systémů
Smékal, David ; Martinásek, Zdeněk (oponent) ; Hajný, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá šifrováním dat pomocí AES a jejich implementací pomocí jazyka VHDL na síťovou FPGA kartu. V teoretické části práce je vysvětlen algorimus šifrování AES, jeho jednotlivé kroky a použité operační módy. Dále je popsán programovací jazyk VHDL, jeho vývojové prostředí Vivado, FPGA karty a konfigurovatelný framework NetCope. Praktickou částí práce je implementace šifry AES–128 v jazyce VHDL, jejíž výstup byl použit v FPGA kartě, která vykoná šifrování. Pomocí simulace byly efektivně odladěny chyby a dále bylo možné provést syntézu. Toto vše bylo prováděno za pomoci vývojového softwaru Vivado. Posledním krokem praktické části práce bylo testování na kartě COMBO-80G. Na FPGA kartu byly implementovány celkem 4 projekty. Dva z nich jsou šifrování a dešifrování ECB módu AES algoritmu a zbylé dva popisují šifrování a dešifrování módu CBC.
|
|
|
Návrh hardwarového šifrovacího modulu
Bayer, Tomáš ; Stančík, Peter (oponent) ; Sobotka, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o problematice kryptografických systémů a šifrovacích algoritmů, u nichž je rozebráno, jak fungují, kde se využívají a jak se implementují v praxi. V první kapitole jsou uvedeny základní kryptografické pojmy, rozdělení algoritmů na symetrické a asymetrické a zhodnocení jejich použití a spolehlivostí. Následující kapitoly popisují substituční a transpoziční šifry, blokové a proudové šifry, z nichž je většina šifrovacích algoritmů odvozena. V neposlední řadě jsou jmenovány a popsány režimy, v nichž šifry pracují. Ve čtvrté kapitole jsou popsány principy některých konkrétních šifrovacích algoritmů. Cílem je přiblížit podstatu fungování jednotlivých algoritmů. U těch složitějších algoritmů jako DES a GOST jsou pro lepší představu přiložena bloková schémata popisující průběh a pořadí prováděných operací. V závěru každého algoritmu je uveden příklad jeho použití v praxi. Následující pátá kapitola pojednává o tématu hardwarové implementace šifer. V této kapitole je porovnána hardwarová implementace se softwarovou a to hlavně z praktického úhlu pohledu. Jsou popsány různé prostředky návrhu implementace a různé programovací jazyky pro návrh hardwarové implementace algoritmů. U programovacích jazyků jsou uvedeny jejich vývoj, výhody a nevýhody. Kapitola šestá pojednává o samotném návrhu vybraných šifrovacích algoritmů. Konkrétně se jedná o návrh hardwarové implementace proudové šifry s generátorem pseudonáhodné posloupnosti založeným na LFSR navrhnuté v jazyku VHDL a také v programu Matlab. Jako druhý návrh hardwarové implementace byla zvolena bloková šifra GOST. Tato byla navržena v jazyce VHDL. Funkce obou návrhů implementací šifrovacích algoritmů byly otestovány a výsledky zhodnoceny.
|
|
|
Webová aplikace pro šifrování souborů
Tatar, Martin ; Blažek, Petr (oponent) ; Zeman, Václav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vytvořením webové aplikace pro šifrování souborů. V teoretické části jsou symetrické šifrovací algoritmy rozděleny na blokové a proudové. Vybrané šifry jsou popsány a jejich vlastnosti srovnány. Dále jsou rozebrány operační módy využívané blokovými šiframi. Vytvořená aplikace šifruje jak soubory, tak vložený text pomocí několika volitelných symetrických šifrovacích algoritmů a umí operovat v různých módech. Kromě této praktické funkcionality je aplikace doplněna i popisky využitých šifer a operačních módů.
|
|
|
Type-preserving Matrices and Block Cipher Security
Okediran, Tunmbi Olayemi ; Kureš, Miroslav (oponent) ; Aragona, Riccardo (vedoucí práce)
We introduced a new property of the mixing layers of block ciphers. This property is called non-type-preserving and it guarantees resistance to algebraic attacks based on imprimitivity of the group generated by the round functions. We considered the binary matrix corresponding to the mixing layer and gave necessary and sufficient conditions on the binary matrix that ensures non-type-preserving property. Then we showed that some real-life ciphers satisfy those necessary and sufficient conditions and so are non-type-preserving. The ciphers considered were GOST, PRESENT, and AES. Lastly, in chapter 4 we showed that if the mixing layer of SPN cipher that uses addition modulo 2^n for key mixing is non-type-preserving then the group generated by the round function is primitive.
|
host ::
RSS.