Hardware implementation of a montgomery multiplier based low-power FIPS-compliant random prime number generator
Montgomery çarpıcı tabanlı düşük güçlü FIPS uyumlu rastgele asal sayı üreteci donanım uyarlaması
- Tez No: 792731
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL FAİK BAŞKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Nesnelerin İnterneti (IoT), cihazları, araçları, binaları ve diğer nesneleri internete bağlayarak çeşitli uygulamalarda verimliliği ve otomasyonu geliştirir. Daha fazla bağlı cihaz, veri gizliliğini ve bütünlüğünü korumak için güvenli iletişim ve veri depolama gerektirir. Biri gizli biri açık olan matematiksel olarak ilişkili iki anahtarlı“Açık Anahtar Şifreleme”methodu IoT'ler için daha uygundur ve daha yaygın kullanılmaktadır. Kurcalamaya, fiziksel ve mantıksal saldırılara karşı dayanıklı ve enerji açısından verimli cihazlar güvenli ve uygulamaya özel donanım tasarımı ile mümkündür. Dolayısıyla, güvenli IoT iletişimi, açık kaynaklı şifreleme algoritmaları ve donanım hızlandırıcıları gerektirir. Bu tez, verimli bir şekilde rasgele asal sayılar üretmek için bir IoT SoC tasarımını açıklamaktadır. Standart spesifikasyonları ve test paketlerini kullanarak güvenli ve uyumlu donanımlar tasarlıyoruz. Parametrik modül tasarımı, esnek ve ölçeklenebilir donanıma olanak tanır. Boru hattı ve kaynak paylaşımı yapılandırmaları, alan, gecikme, ve bant genişliği değiş tokuşlarını gözlemlememizi sağlar. IoT geniş bir donanım yelpazesi içerdiğinden, farklı yapılandırmaları gözlemlemek yararlıdır. Tasarım, donanım-yazılım ortak tasarım yaklaşımından yararlanmak için yazılımla da etkileşime girer. Bu tez, iki yeni RNG tasarımı önerir ve ölçeklenebilir bir Montgomery tabanlı modüler çarpıcı gerçekler. Modüler çarpan, Miller-Rabin ve Lucas olasılıksal asallık testleri için bir temel oluşturur. Nihai donanım tasarımı, önerilen RNG'leri, asallık testlerini ve açık kaynaklı olan Ibex çekirdeği ile bir IoT SoC'de birleştirir.
Özet (Çeviri)
The Internet of Things (IoT) connects devices, vehicles, buildings, and other objects to the internet, improving efficiency and automation in various applications. More connected devices require secure communication and data storage to protect data privacy and integrity. Public-key cryptography, which uses two mathematically related keys to encrypt and decrypt data, is better for IoTs and is being used more. Secure hardware and ASIC design create tamper-resistant, energy-efficient devices resistant to physical and logical attacks. Secure IoT communication requires open-source cryptography algorithms and hardware accelerators. This thesis explains the design of an IoT SoC to generate random prime numbers efficiently. We design secure and compatible hardware using standard specifications and test suites. Parametrized module design allows flexible and scalable hardware design. Pipelining and source-sharing configurations allow us to observe area-latency-bandwidth tradeoffs. Since IoT includes a wide range of hardware, observing different configurations is useful. Designed hardware also interacts with software to benefit from the hardware-software co-design approach. This thesis proposes two new RNG designs and implements a scalable Montgomery-based modular multiplier. The modular multiplier forms a basis for Miller-Rabin and Lucas probabilistic primality tests. The final hardware design combines the proposed RNGs and primality tests with an open-source Ibex core into an IoT SoC.
Benzer Tezler
- Fast, compact and secure implementation of RSA on dedicated hardware
RSA algoritmasının donanım üzerine hızlı, az alan kaplayan ve güvenli uygulaması
ERSİN ÖKSÜZOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiMühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAY SAVAŞ
- Efficient modular multiplication techniques for large integers on FPGAs
FPGA üzerinde geniş tam sayılar için verimli çarpma teknikleri
ERDEM ÖZCAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR SÜER ERDEM
- Design and implementation of rsa cryptosystem using partially interleaved modular Karatsuba-Ofman multiplier
İki parçalı örgü modüler Karatsuba-Ofman çarpıcısı kullanarak rsa kriptosistemi tasarımı ve gerçeklemesi
AHMET ARIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Differential power analysis resistant hardware implementation of the RSA cryptosystem
Diferensiyel güç analizine dayanıklı RSA kripto sisteminin donanım ile gerçeklenmesi
KEKLİK ALPTEKİN BAYAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
Y.DOÇ.DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- A compact cryptographic processor for IPSec applications
IPSec uygulamaları için küçük alanlı kriptografik işlemci
ELİF BİLGE KAVUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
DR. TOLGA YALÇIN
PROF. DR. ERSAN AKYILDIZ