Geri Dön

Optimization of advanced encryption standard (AES) on CUDA

CUDA kullanarak gelişmiş şifreleme standardı (AES) optimizasyonu

  1. Tez No: 604726
  2. Yazar: BURAK ÇELİK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHANGİR TEZCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Enformatik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Siber Güvenlik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Siber Güvenlik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Bu tez, CUDA üzerinde yazılan AES uygulamaları ile ilgili optimizasyon tekniklerini sunmaktadır. Farklı yazılım tasarımlarına sahip AES-128 için yazılmış 6 farklı CUDA kapsamlı arama uygulaması geliştirilmiş ve Nsight deney sonuçları kullanılarak birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, en iyi CUDA uygulamasını bulmak için kullanılmıştır. AES-128, AES-192 ve AES-256 sürümleri için kapsamlı arama, CTR ve dosya şifreleme uygulamaları bulunan en iyi CUDA sürümü üzerinden geliştirilmiştir. Bu konular göz önünde bulundurularak, GPU ve CPU uygulamaları karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma için yeni Intel komut seti (AES-NI) ve temel C++ olmak üzere iki farklı CPU uygulama seti geliştirilmiştir. Bu uygulamaların 1, 2, 4 ve 8 iş parçacıklı versiyonları CUDA ile karşılaştırılıp sonuçlar paylaşılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, CUDA, anahtar uzunluğuna göre kapsamlı arama için en iyi CPU uygulamalarından 21, 19 ve 18 kat daha hızlı olarak bulunmuştur. Bu oranlar CTR modu ile şifreleme için 4 kata düşmüş olarak hesaplanmıştır. Bu modda, CUDA saniyede 37.52 GB veri şifreleyebilmektedir. Dosya şifreleme kısmında ise CUDA 22, 19 ve 17 kat daha hızlı olarak ölçülmüştür. CUDA, bu konuda ise saniyede 31.24 GB veriyi şifreleyebilir.

Özet (Çeviri)

This thesis presents several optimization techniques of AES implementations on CUDA. 6 different CUDA kernels are implemented for AES-128 exhaustive search with different software designs and they are compared with each other using Nsight experiment results. Outcome of these results are used for finding the best CUDA implementation and from it, AES-128, AES-192 and AES-256 versions are created for exhaustive search, on the fly CTR and file encryption. They are compared with CPU implementations in order to decide whether GPU or CPU is the fastest considering these topics. For this comparison, two different type of CPU implementations are created which are AES-NI, using new instruction set of Intel, and basic C++. 1, 2, 4 and 8 threads versions of these implementations are compared with CUDA and results are shared. According to them, CUDA is 21, 19 and 18 times faster than the best CPU implementations for exhaustive search with respect to key length. These ratios are 4 times for CTR implementations in which 37.52 GBs of data can be encrypted each second while using CUDA. File encryption for CUDA is 22, 19 and 17 times faster than the best CPU implementations. CUDA can encrypt 31.24 GBs of data per second in this regard without considering I/O operations.

Benzer Tezler

  1. FPGA-friendly compact and efficient AES-like 8x8 S-Box

    FPGA dostu kompakt ve verimli AES benzeri 8x8 S-Kutusu

    AHMET MALAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Siber Güvenlik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CİHANGİR TEZCAN

  2. Black widow optimization algorithm coupled with aes crypto for multilevel image thresholding with improved otsu thresholding

    Gelişmiş otsu eşiği ile çok düzeyli görüntü eşiği için aes crypto ile birleştirilen black wıdow optimizasyon algoritması

    ANFAL THAER HUSSEIN AL-RAHLAWEE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ BAYAT

  3. Cep telefonları ve cep telefonu antenleri

    Başlık çevirisi yok

    ÖNDER TÜRKOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEVDET IŞIK

  4. Evaluation and optimization of DMVPN network performance using dynamic routing and advanced encryption algorithms

    Başlık çevirisi yok

    HASAN MOHAMED ALI MARAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilim ve TeknolojiAltınbaş Üniversitesi

    Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMAD İLYAS

  5. Energy-efficient secure cooperative based image transmission in wireless sensor networks using different system models

    Farklı sistem modelleri kullanan kablosuz sensör ağları üzerinden güvenli enerji verimli işbirlikli görüntü aktarımı

    BILAL SALIH ABED AL HAYANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HACI İLHAN