A true random number generator in FPGA for cryptographic applications
Kripto uygulamaları için FPGA üzerinde gerçek rassal sayı üreteci
- Tez No: 338260
- Danışmanlar: DOÇ. CÜNEYT F. BAZLAMAÇCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- 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: 136
Özet
Bu tezde kriptografik uygulamalarda kullanılan bir Gerçek Rassal Sayı Üreteci (GRSÜ) araştırılmış, gerçeklenmiş ve değerlendirilmiştir. Bu GRSÜ ve gömülü testlerinin tasarımı VHDL dilinde tanımlanmış ve bir FPGA platformunda gerçeklenmiştir. Rassallık halka osilatör seğirmelerinden içsel hata algılama yetisine sahip bir örnekleme devresi ile çıkarılmıştır. Gerçekleme yalnızca tüm FPGA`lerde ortak olarak yer alan en temel kaynaklara ihtiyaç duymaktadır. FIPS 140-1 standardında açıklanan gömülü rassallık testleri FPGA üzerinde gerçeklenmiştir. GRSÜ`nin istatiksel özellikleri kriptografik uygulamalar için standart olan NIST SP800-22 ve Diehard istatiksel test kütüphaneleri ile de doğrulanmıştır. Gerçeklenen GRSÜ'nin üretim hızı 0,5 MBps'a kadar ulaşmaktadır ve çekirdeği sadece 25 adet Xilinx Virtex-5 FPGA slice kaynağı kullanmaktadır. Bu tasarım sadece FPGA'in içsel kaynaklarını kullanarak da rassal sayı üretilip bu rassallığın doğrulanabileceğini göstermektedir. Ayrıca gerçeklenen GRSÜ`nin başarımı ayrı bir tümleşik devre olan, FDK şirketinden RPG100, ile de karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis a True Random Number Generator (TRNG) employed for cryptographic applications is investigated, implemented and evaluated. The design of TRNG and its embedded tests are described in VHDL language and then implemented on an FPGA platform. Randomness is extracted from the jitter of ring oscillators that has self-failure detecting and sampling logic. The implementation needs only primitive resources which are common in all kinds of FPGAs. The embedded randomness tests described in Federal Information Processing Standard (FIPS) 140-1 are realized on FPGA. The statistical quality of the generated random bits is also confirmed by running the Diehard and NIST (National Institute of Standards and Technology) Test Suites seperately. The implemented TRNG has a throughput up to 0.5 Mbps and its core occupies only 25 slices of Xilinx Virtex-5 FPGA. This design demonstrates the possibility of generating and confirming true random bit sequences by using only the internal resources of FPGAs. The performance of our TRNG is also compared with a separate IC, RPG100 from FDK Corporation.
Benzer Tezler
- Gerçek rastgele sayı üreteçlerinin tasarlanması ve analizi
Analysis and design of true random number generators
SELMAN YAKUT
Doktora
Türkçe
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BEDRİ ÖZER
- Donanım tabanlı rasgele sayı üretecinin gerçekleştirilmesi
Hardware based realization of random number generator
ERDİNÇ AVAROĞLU
Doktora
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRK
- Generation and realization of true random numbers based on physical unclonable functions
Fiziksel kolonlanamaz fonksiyonlar tabanlı gerçek rasgele sayı üretimi ve gerçekleştirilmesi
YUSUF YAU ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilim ve TeknolojiFırat ÜniversitesiYazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA ARSLAN TUNCER
- On an efficient implementation of combined true random number generator and physically unclonable function on a SoC FPGA
Bir SoC FPGA üzerinde kombine gerçek rastgele sayı üreteci ve fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyonun verimli bir uygulaması üzerine
YUNUS EMRE YILMAZ
Doktora
İngilizce
2024
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ YAYLA
- Kaos tabanlı gerçek rasgele sayı üreteci tasarımı ve fpga ortamında video şifreleme uygulaması
Chaos based true random number generator design and video encryption application in fpga environment
ESRA İNCE
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA TÜRK