Kaotični kriptografski sistem z uporabo vezij FPGA

slovenski

2007

letnik 37, številka 1

digitalni fitri   FPGA   kriptografski sistemi

Strokovno društvo za mikroelektroniko, elektronske sestavne dele in materiale

V naslednjem prispevku predstavljamo kaotični kriptografski sistem in možnost njegove strojne izvedbe. Jedro kriptografskega sistema predstavljata multipomična šifrirna oz. dešifrirna funkcija (enačbe 2, 3, 4) in generator psevdo-kaotične sekvence (slika 3), realiziran z digitalnim sitom drugega reda. Razmeroma enostavna struktura in izvajanje preprostih matematičnih operacij (seštevanje, odštevanje, množenje s skalarjem) dopuščajo strojno realizacijo sistema, ki omogoča hitro delovanje. Kriptografski sistem sestavlja šifrirno in dešifrirno vezje (slika 5). Pri njegovi realizaciji smo uporabili 16 bitno aritmetiko s stalno vejico in vezje FPGA XC3S500E družine Spartan-3E. Enota odprtega sporočila je bila 16 bitna. Pri načrtovanju smo uporabili kombinirani grafični opis in opis z visokonivojskim jezikom VHDL (slika 6). Maksimalna frekvenca ure, pri kateri je bila inverznost med operacijo šifriranja in dešifriranja še zagotovljena, je znašala 25 MHz (sliki 8a, b). Pri 7-kratni (N=7) ponovilvi šifrirne funkcije je bila maksimalna frekvenca šifriranja 3,125 MHz. Ocenili smo tudi hitrost delovanja sistema pri uporabi drugih vezij FPGA (tabela 1). Ugotovili smo, da bi lahko z vezji družine Virtex 4 dosegli hitrost šifriranja 77,71 MHz pri N=1.

18.12.2015