A high-speed asic implementation of the RSA cryptosystem
RSA kripto sisteminin yüksek hızlı tümdevre uygulaması
- Tez No: 143500
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT AŞKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: RSA, Açık Anahtar Kripto Sistemi, Montgomery Modüler Çarpma, Sistolik Yapılar, PKC, RSA, Systolic Architecture, Montgomery Modular Multiplication, The Binary Method
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Tez çalışmamızda, dünyada yaygın olarak kullanılan bir Açık Anahtar Kripto Sistemi olan RSA Algoritması'nın Uygulamaya Özel Tümdevre Gerçekleştirmesi sunulmaktadır. RSA Kripto Sistemi' nde, şifreleme ve deşifreleme işlemleri için, çok büyük tamsayıların kullanıldığı (1024-bit veya daha fazla) modüler üs alma matematiksel işlemi kullanılmaktadır. Kullanılan tamsayıların bit uzunluğu arttıkça, RSA Kripto Sisteminin güvenliği de artmaktadır. Öte yandan, sayıların büyümesiyle birlikte, donanıma uygun, hızlı çalışabilen, mümkün olan en az seviyede özkaynak içeren ve gerçek zamanlı uygulamalarda kullanılabilecek mimariler tasarlamak önem kazanmaktadır. Bu tez içersinde, 0.3 5 jam AMI Semiconductors Standart Hücre Kütüphanesi kullanılarak gerçekleştirilen 512-bit ve 1024-bit RSA işlemlerinin yan özel tasarımları yer almaktadır. Birbirine özdeş ve çok sayıda yapının birbiri ardına sıralanmasıyla (sistolik yapı) oluşturulan bir mimarinin tasarımda kullanılmasıyla, tümdevrenin bütününe yayılan sinyallerin sayı ve uzunlukları en az sayıya indirgenmiştir. Bu düzenli yapı sonucunda, 512-bit uygulamada 3ns saat hızı (627 Kbps) ve 87 bin kapı değerinde bir alana (8.7mm2 giriş/çıkış bağlantılarıyla birlikte), 1024-bit uygulamada ise 4ns saat hızı (237 Kbps) ve 132 bin kapı değerinde bir alana (10.4mm2 giriş/çıkış bağlantılarıyla birlikte) ulaşılmıştır. Bu sonuçlar, en kötü koşullar öne sürülerek ve tümdevre içersindeki yol atama gecikmeleri dikkate alınarak elde edilen sonuçlardır. Tümdevre gerçekleştirmenin yanısıra, Celoxica RC1000 Donanımı ve bu donanım üzerinde yer alan Xilinx V2000E FPGA kullanarak, söz konusu tasarımın gerçek zamanlı doğrulanması da yapılmıştır. 1024-bit RSA tümdevre tasarımı, Europractice MPW (Çoklu Tümdevre Üretim Programı) dahilinde, bir prototip tümdevre olarak üretilmek amacıyla IMEG firmasına gönderilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the ASIC implementation of the RSA algorithm, which is one of the most widely used Public Key Cryptosystems (PKC) in the world. In RSA Cryptosystem, modular exponentiation of large integers is used for both encryption and decryption processes. The security of the RSA increases as the number of the bits increase. However, as the numbers become larger (1024-bit or higher) the challenge is to provide architectures, which can be implemented in hardware, operate at high clock speeds, use a minimum of resources and can be used in real-time applications. In this thesis, a semi-custom VLSI implementation of the RSA Cryptosystem is performed for both 512-bit and 1024-bit processes using 0.3 5 urn AMI Semiconductor Standard Cell Libraries. By suiting the design into a systolic and regular architecture, the broadcasting signals and routing delays are minimized in the implementation. With this regular architecture, the results of 3ns clock period (627Kbps) using 87K gates (8.7mm2 with I/O pads) for the 512-bit implementation, and 4ns clock period (237Kps) using 132K gates (10.4mm2 with I/O pads) for the 1024-bit implementation have been achieved. These results are obtained for the worst-case conditions and they include the post-layout routing delays. The design is also verified in real time using the Xilinx V2000E FPGA on the Celoxica RC1000 Hardware. The 1024-bit VLSI implementation has been sent to IMEC for fabrication as a prototype chip through Europractice Multi-Project Wafer (MPW) runs.
Benzer Tezler
- Design and implementation of rsa cryptosystem using partially interleaved modular Karatsuba-Ofman multiplier
İki parçalı örgü modüler Karatsuba-Ofman çarpıcısı kullanarak rsa kriptosistemi tasarımı ve gerçeklemesi
AHMET ARIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Veri şifreleme standardı (DES) ve rivest shamir adleman (RSA) güvenlik algoritmalarının VLSI tasarımı
A VLSI implementation of data encryption standards (DES) and rivest shamir adleman (RSA) algorithms
REMZİYE SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ZİYA ALKAR
- Design and realization of a high speed 64x64-bit multiplier for low power applications
Düşük gerilimli uygulamalar için yüksek hızlı 64-bitlik bir çarpma bloğunun tasarımı ve gerçeklenmesi
BERİL SEDA ÇİFTÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Model tabanlı adaptif LMS hüzmeleme tasarımı ve FPGAüzerinde gerçeklenmesi
Model-based design and FPGA implementation of adaptive LMS beamforming
EŞREF TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN COŞKUN KARALAR
- High speed VLSI implementation of the Rijndael Encryption Algorithm
Rijndael Şifreleme Algoritması'nın yüksek hızlı tümdevre gerçekleştirimi
REFİK SEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT AŞKAR