Compact and flexible NTRU implementation on FPGA
NTRU algoritmasının FPGA üzerinde gerçeklenmesi
- Tez No: 757042
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CİHANGİR TEZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Enformatik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Siber Güvenlik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Kuantum bilgisayarların artan bir ivme ile geliştiği günümüzde, güvenli iletişimimizi sağlayan açık anatarlı şifreleme algoritmaları tehdit altındadır. Şu an kullandığımız, güvenirliğini ispat ederek standartlaşmış RSA ve ECC gibi algoritmaların klasik bilgisayar yapıları tarafından yapılan saldırılara karşı dayanımı yüksektir. Bu yeteneklerini çarpanlara ayırma ve ayrık logaritma problemleri sayesinde kazanmaktadırlar. Fakat, sahip oldukları eşsiz paralel işlem yeteneği ile kuantum bilgisayarlar bu algoritmalara ait bütün çözüm olasılıklarını aynı anda oluşturup doğru olana polinom zamanda indirgeyebilirler. Bu sebeple yeni bir açık anahtarlı şifreleme algoritmasına geçiş yapmamız gerekmektedir. Bu geçişi standardize edebilmek için American Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) bir yarışma düzenlemektedir. 2016 yılında başlayan ve 59 algoritmanın şifreleme alanında katıldığı bu yarışmanın her turunda katılımcı algoritmalarin güvenlik ve performans yetenekleri dünyanın her yerindeki bağımsız araştırmacılar tarafından incelenmektedir. Bu tez çalışmasında 3. tur katılımcısı NTRU algoritması incelenmiş olup, alanda programlanabilir kapı dizisi (FPGA) üzerinde gerçeklenmiştir. NTRU algoritması çok boyutlu kafes yapısına sahiptir ve en kısa vektör sorusunu şifreleme fonksiyonu olarak kullanır. Bu sayede kuantum bilgisayarlara karşı güvenlik sağlayabilmektedir. Donanım üzerinde yapılan tasarımlar kapı seviyesinde paralelleştirme ve özel tasarlanmış mantıksal yapılardan faydalanabilirler. Şifreleme, şifrenin çözülmesi ve bilgilerin paketlenmesi işlemleri önerilen iyileştirmelerle gerçeklenmiştir. Şifre üretimi, üretilen şifrelerin uzun ömürleri ve elle yüklenebilecek olmaları sebebiyle tasarıma dahil edilmemiştir. Tasarım düşük kaynak tüketimi ve esneklik kriterlerine göre yapılmıştır. Bu kriterlere uyum sağlayarak ağ üzerinde çalışan düşük güçlü gömülü cihazlar için uygun bir çözüm oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
At the dawn of quantum computing, our most trusted cryptosystems are at significant risk. All vastly used and standardized public-key algorithms such as RSA and ECC were designed to withstand the attacks from classical computers by using integer factorization and discrete logarithm problems. However, quantum computers can generate the whole solution space for these problems that contains all the possible keys and reduce it to the correct key in polynomial time. Therefore, we need to start using a new public key encryption algorithm before the first full-scale quantum computer starts to work. To select this new algorithm, NIST organized a competition in 2016. They received 59 submissions in the field of encryption. With the passing rounds, algorithms are heavily investigated according to security and performance metrics by researchers all around the globe. In this thesis work, we focused on the NTRU, one of the third-round candidate algorithms. This lattice-based algorithm uses Shortest Vector Problem as the encryption function and has the ability to provide secrecy against quantum computers. We worked on the hardware implementation of the NTRU. By implementing an algorithm on FPGA, we can benefit from gate-level parallelism and design algorithm-specific logical blocks. We implemented encryption, decryption, and data processing modules with our proposed improvements. The key generation module is not implemented because generated keys can be loaded manually and have a long life of usage. Our design focuses on resource optimization and flexibility. These properties enabled us to provide a suitable solution for low-power embedded network devices.
Benzer Tezler
- Polymer-nanoparticle composites for applications in flexible electronics
Başlık çevirisi yok
MERT VURAL
- Design and evaluation of 3D interaction techniques for single and multi-user displays
Başlık çevirisi yok
KASIM ÖZACAR
- Lane change prediction for autonomous vehicles using trajectory templates
Yörünge şablonları kullanarak otonom araçlar için şerit değiştirme tahmini
İSMAİL HAKKI YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
- Single-walled carbon nanotube based metamaterial absorber for solar cell application
Güneş pili uygulamaları için tek duvarlı karbon nanotüpler tabanlı meta malzeme soğurucusu
MADİNA OBAİDULLAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiSürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUMALİ SABAH
DOÇ. DR. VOLKAN ESAT
- Bor triflorür dietil eterat'ın tiyofen (Th) ve türevlerinin elektropolimerizasyonuna etkisi: Elektrokimyasal empedans çalışması
The effect of boron tri-floride di-ethyl etherate on the electropolymerization of Th and their derivatives: The study of electrochemical impedance spectroscopy
HACER DOLAŞ
