Low power advanced encryption standard (AES) implementation robust against side channel attacks
Yan kanal saldırılarına dayanıklı, düşük güç tüketen aes uygulaması
- Tez No: 731090
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL FAİK BAŞKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güç tüketimi, İleri şifreleme standart algoritması, Şifreleme, Power consumption, Advanced encryption standard algorithm, Encryption
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünyadaki insanların birbirleriyle artan miktarda iletişim kurmalarıyla birbirleri arasında bilgi miktarı devasa olmaktadır. Ne yazık ki bu devasa bilgi ağı zararlı saldırılara açıktır. Şifreleme yüzyıllardır bu saldırılara karşı kullanılan güçlü bir araç olmaktadır. Şifreleme için kullanılan pek çok algoritma içinde en popüler olanlardan biri de AES'dir. AES yaklaşık 20 yıldır dünyadaki birçok kurum tarafından gizli ve gizli olmayan bilgileri korumak için kullanılmaktadır. Düşük güç tüketen ve güvenli uygulama eğilimi doğrultusunda bu tezin temel amacı düşük güç tüketen ve yan-kanal saldırılarına dayanıklı bir AES uygulaması göstermektir. RTL seviyesinde anlık olarak kullanılmayan register'ların sabit tutulması sağlanarak güç tüketimi düşürülmektedir. Bunun yanında ASIC prosesleri içinden LP kullanmak, clock-gating kullanmak ve yüksek eşik gerilimine sahip standart hücreler tercih etmek daha fazla güç tasarrufu sağlamaktadır. Yan-kanal saldırılarına dayanıklılık için karıştırma ve boru hattı kullanılmaktadır. Karıştırma işlenen veriyi değiştirerek işlenen veri ile güç tüketimi arasındaki ilişkiyi gizlemektedir. Buna karşın, boru hattı farklı girdilerden kaynaklanan güç tüketimlerini birbirleriyle karıştırmaktadır. Farkı AES uygulaması versiyonları FPGA ve TSMC 65 nm ASIC akışlarından geçirilerek birbirleriyle karşılaştırılmaktadır. Güç izlerinin toplanmasından sonra ChipWhisperer programına sokularak yan-kanal saldırılarına dayanıklılık değerlendirilmektedir. Karıştırma ve boru hattının saldırılara dayanıklılığı arttırması, binlerce rassal girdiden kaynaklanan güç izleriyle şifreleme anahtarının parçalarının tahmin edilmesiyle ispatlanmıştır. Saldırı dayanıklılığının artmasına karşın artan alan ve güç tüketimi bilgileri tespit edilmektedir.
Özet (Çeviri)
As the people around the globe become increasingly connected to each other, the amount of information that flows becomes huge. Unfortunately, this vast information network is vulnerable to harmful attacks. Encryption is a strong tool that has been used for ages to act as a shield against these attacks. Among many algorithms utilized for encryption, one of the most popular is AES. AES is an approximately 20-year old algorithm that has been adopted by many organizations around the world to protect classified and unclassified data. In line with the trend of low power and secure implementations, the main intent of this thesis is to show a low-power AES implementation that is secure against power side-channel attacks. In the RTL, currently unused registers are kept constant to lower the power consumption. Choosing the LP ASIC process, using clock-gating, and preferring standard cells with higher threshold voltages enable more power saving. For the side-channel attack resistance, obfuscating and pipelining are employed. The obfuscating disguises the relation between the processed bits and the power consumption by modifying the processed information. On the other hand, the pipelining mixes power consumption related to different inputs with each other. The different versions of AES implementations are processed through FPGA and TSMC 65 nm ASIC flow to compare with each other. After the power traces are collected and analyzed by ChipWhisperer the side-channel attack resistance is evaluated. The effects of the obfuscating and pipelining in increasing attack resistance are proven after predicting key bytes from power traces stemming from thousands of random inputs. The area, power overheads in return for increased attack resistance are detected.
Benzer Tezler
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
Doktora
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEREN YAZICIOĞLU
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN