|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.