Enhancing the PCIe data link layer integrity using energy efficient lightweight cryptographic algorithms
Enerji verimli hafif şifreleme algoritmalarını kullanarak PCIe veri bağlantı katmanı bütünlüğünün geliştirmesi
- Tez No: 906098
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İHSAN ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Yüksek hızlı seri iletişim protokolü olan PCIe, veri bütünlüğü için Bağlantı Döngüsel Yedeklilik Denetimi'ni (LCRC) kullanır, ancak standart LCRC yöntemi güç yoğun ve enerji açısından verimli uygulamalar için uygun değildir. Bu tez, enerji verimliliğini artırmak için hafif kriptografik (LWC) algoritmaları kullanarak PCIe'nin veri bağlantı katmanında veri bütünlüğünü geliştirmeyi araştırmaktadır. Araştırmada, PCIe tabanlı veri bütünlüğü mekanizmalarında güç tüketimini azaltmaya odaklanan çalışmalarda bir boşluk olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, ASCON, GRAIN ve Trivium gibi LWC algoritmaları ve paralel LFSR yapıları dahil olmak üzere standart LCRC'ye enerji açısından verimli alternatifler önererek bu boşluğu gidermiştir. Bu yöntemler, güç tüketimi, veri bütünlüğü ve hız açısından LCRC ile karşılaştırılarak ve önemli güç tüketimi kazanımları elde eilmiş ve verimlilik arttırılmıştır. Bu çalışma ile elde edilen önemli iyileştirmeler şunlardır: • PCI Express spesifikasyonunda verilen standart LCRC mekanizmasının işlevi korunarak, enerji açısından daha verimli bir yöntem sunulmaktadır. • Geliştirilmiş LCRC adı verilen yöntem sayesinde, LCRC yapısının dinamik güç tüketiminde %38'den %85'e kadar önemli bir azalma sağlanır. • Geliştirilmiş LCRC'nin yanı sıra çeşitli hafif şifreleme algoritmaları ve Reed Solomon kodu üzerinde de bir çalışma yapılmış ve bunların standart LCRC yöntemine iyi bir alternatif olabileceği gösterilmiştir. • Batarya ile beslenen uygulamalar için daha fazla veri bütünlüğü ve güvenilirliği sağlayan yeni LCRC yöntemleri sunulmuştur. Bu araştırma, PCIe veri bütünlüğünü bir adım daha ileri taşıyarak, yüksek performanslı veri işlemleri ve yoğun hesaplama uygulamaları için verimli bir ortam sunulmasına katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
PCIe, a high-speed serial communication protocol, uses the Link Cyclic Redundancy Check (LCRC) for data integrity, though traditional LCRC methods are power-intensive and not suited for energy-efficient applications. This thesis explores enhancing data integrity in PCIe's data link layer using lightweight cryptographic (LWC) algorithms to improve energy efficiency. The research identifies a gap in studies focusing on reducing power consumption in PCIe-based data integrity mechanisms. This study addresses this gap by proposing energy-efficient alternatives to the standard LCRC, including LWC algorithms like ASCON, GRAIN, and Trivium, and parallel LFSR structures. These methods are compared to the LCRC in terms of power consumption, data integrity, and speed, achieving significant power reductions and improved efficiency. Key improvements include: • An energy-efficient method that maintains the LCRC function from the PCI Express specification. • Enhanced LCRC method, reducing dynamic power consumption by 38% to 85%. • Lightweight cryptographic algorithms and Reed-Solomon code as viable alternatives to LCRC. • Enhanced data integrity with low power consumption and high operating frequencies. • Increased reliability for battery-powered applications with new LCRC methods. This research advances PCIe data integrity and supports energy-efficient, power-constrained systems, with implications for high-performance computing and data-intensive appli- cations.
Benzer Tezler
- Triploid karpuz tohumlarının çimlenme kapasitesinin tohum uygulamaları ile teşvik edilmesi
Enhancing the triploid watermelon seed germination with seed treatments
MERVE KİREMİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
ZiraatAnkara ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM DEMİR
- Enhancing the performance of a coagulometer through optimization of microfluidic cartridge and fiber optic-based optomechanical systems
Mikroakışkan kartuş ve fiber optik tabanlı optomekanik sistemlerin optimizasyonu yoluyla koagülometrenin performansının artırılması
MERVE KORTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Enhancing the photoinitiator irgacure 2959 and the drug ibuprofen: Monomers, salts, and polymers
Foto başlatıcı irgacure 2959 ve ilaç ibuprofenin geliştirilmesi: Monomerler, tuzlar ve polimerler
SİMAY DENİZKUŞU
- Paclitaxel ve CD73 gen baskılanmasının meme kanseri hücrelerinin proliferasyonu ve göçü üzerindeki sinerjistik etkisi
The synergistic effect of paclitaxel and CD73 gene suppression on the proliferation and migration of breast cancer cells
FARZANEH HAMIDNIA
Doktora
Türkçe
2024
GenetikBiruni ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF SİBEL ASLAN
- Enhancing the performance of Rayleigh backscattering based fiber optic sensors
Rayleigh geri saçılma tabanlı fiber optik sensörlerde performans güçlendirmesi
ABDULLAH ERKAM GÜNDÜZ
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM HALDUN GÖKTAŞ