Design of memory encryption and authentication for secureIoT edge devices
Güvenli IoT uç cihazları için bellek şifreleme ve doğrulama tasarımı
- Tez No: 792727
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL FAİK BAŞKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lojik devre, Sayısal devreler, Tümleşik devreler, Veri şifreleme, logic circuit, Digital circuits, Integrated circuits, Data encryption
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Neslenelerin interneti teknolojisinin gelişmesi ve günlük hayatımızda kullanılan elektronik cihazların artmasıyla birlikte bilgisayar sistemlerinin güvenliği büyük önem arz etmektedir. Bu cihazların önemli bir zayıf noktası kolay erişimi bulunan çip dışındaki bellekleridir. Soğuk önyükleme ve tekrar saldırıları gibi farklı saldırılar işlemci sisemlerinin bu zayıflığına odaklanmıştır. Literatürdeki çalışmaların büyük bir kısmı bu sorunu yüksek performanslı ve yüksek güçlü bir şekilde AES ve SHA gibi algoritmalar kullanarak bellek şifreleme ve doğrulama ile çözmeye uğraşıyor. Bu tezin amacı, düşük alan ve güç kullanan bir güvenli bellek çözümü geliştir-mektir. Bu tasarımda bellek şifreleme ve doğrulama bloklarının ikisi de kullanılmakta-dır. Şifreleme ve doğrulama fonksiyonları için bir hafif kriptografi algoritması olan ve NIST yarışmasının finalisti olan ASCON kulanılmaktadır. İki ayrı fonksiyon için tek bir donanım bloğu kullanmak alan ve güç kullanımını düşürmektedir. Açık kaynaklı RISC-V işlemcisi PICORV32 etrafında güvenli bellek denetleyicisi, gerçek rastgele sayı üreteci bulunan bir anahtar üreticisi ve çip üzerinde güvenli saklama alanlarıyla beraber çip üzeri sistem tasarlanmıştır. Tekrar şifreleme ve doğrulama ağacı kontrolü sırasında önbellek okumaları yapılarak performans ve güç tüketimi iyileştirilmiştir. Sistem tasarımı Verilog ile yapılmış olup donanım doğrulaması FPGA üzerinde yapılmıştır. Makul bir performans düşüşü ve saklama alanı artışı ile düşük alanlı ve güç tüketimli bir sistem tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The security of computer systems has become very important as the Internet of Things(IoT) technology has improved and the number of electronic devices in our daily lives has increased dramatically. One particular weakness of these devices is the off-chip memory interface since they are easily accessible. They have been subject to various attacks focusing on this weakness such as cold-boot attack and replay attack. Most of the solutions in the literature try to solve this issue by memory encryption and memory authentication with high performance and high hardware cost using cryptography algorithms like AES and SHA. A secure memory solution with memory encryption and authentication with low area and power consumption cost is designed in this thesis. ASCON, a finalist in the NIST lightweight cryptography standardization contest, is used for encryption and hash function. Using a single hardware block for both functions reduces the hardware cost with respect to the literature. A system on chip(SoC) is designed consisting of a secure memory controller with ASCON and metadata cache, key generation block with a built-in true random number generator(TRNG), and secure on-chip storage slots around the open-source RISC-V processor PICORV32. The performance and power costs of encryption and authentication are reduced by applying cache snoops during re-encryption and tree traversal. The SoC is designed in Verilog and implemented in FPGA for hardware verification. It has low area and power consumption overhead with reasonable storage overhead and acceptable performance reduction for IoT applications.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Küçük Yamanlar tepesi örneğinde kent yakın çevresinde rekreasyon alanı düzenleme projesi
Başlık çevirisi yok
NİHAN BULGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA