Разработка и исследование программно-аппаратного комплекса шифрования по алгоритму present для решения задач малоресурсной криптографии
Приведены результаты исследования одного из современных методов малоресурсной криптографии - блочного шифра PRESENT, а также некоторые практические результаты для программного решения и аппаратного модуля, выполненного в качестве отдельного уст- ройства на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Как показал ана- лиз полученного решения, максимально допустимая частота работы схемы алгоритма для такой системы на кристалле определяется максимально допустимой частой тактирования ПЛИС и составляет 160 МГц, количество задействованных логических элементов составля- ет 297, количество задействованных блоков памяти – 0. Аппаратное решение алгоритма было выполнено для ПЛИС фирмы ALTERA Cyclone II EP2C20F484C7 с рабочими частотами 27, 50 и 100 МГц. Следует также упомянуть, что программное решение также адаптиро- вано для технологии .NET Micro Framework и может применяться в 32- и 64-разрядных мик- роконтроллерах с архитектурой ARM7, ARM9 и Blackfin. Таким образом, получен ряд прак- тически значимых результатов: проведено исследование алгоритма PRESENT, рассчитана трудоемкость, получено программное решение, достаточно эффективное для применения во встраиваемых устройствах, а также синтезирован аппаратный блок для системы на кри- сталле, удовлетворяющий всем требованиям малоресурсной криптографии, выполнена его
отладка, моделирование и проведены необходимые эксперименты, доказавшие его работо- способность, эффективность и возможность применения на практике. Описаны тонкости аппаратной реализации конфигурационного проекта, S-блока, а также приведены числовые характеристики разработанного вычислительного ядра.
Содержание не найдено
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Bogdanov A., Knudsen L.R., Leander G., Paar C., Poschmann A., Robshaw M.J.B., Seurin Y., Vikkelsoe C. PRESENT: An Ultra-Lightweight Block Cipher. 9. International Workshop on Cryp- tographic Hardware and Embedded Systems, CHES 2007, Vienna, Austria, LNCS, Springer- Verlag, September 10-13, 2007. – 18 p.
Jacob J. Performance Analysis of New Light Weight Cryptographic Algorithms. Sinhgad In- stitute of Technology, Pune, India. 2012. – 4 p.
Panasayya Y., Jens-Peter K. Lightweight Cryptography for FPGAs. Department of ECE, Volgenau School of IT&E George Mason University Fairfax, VA, USA. 2009. – 7 p.
Среди блочных алгоритмов ситуация несколько лучше. Шифр DESL, разрабо- танный на основе всем известного алгоритма DES, является удачным решением в малоресурсной криптографии благодаря тому, что последний уже разрабатывался с учетом аппаратной реализации. Авторами DESL доказано, что изменения, внесен- ные в алгоритм при его адаптации, не влияют на его стойкость к атакам в рамках дифференциального и линейного криптоанализа. Единственным серьезным недос- татком является ключ длиной всего в 56 бит – этот ключ раскрывается на мощной многопроцессорной системе полным перебором в течении нескольких суток.