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: Belirtilmemiş.
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
- Improving the comfort properties of spacer fabrics for sportswear applications
Spor giyim uygulamalarında spacer kumaşların konfor özelliklerinin geliştirilmesi
AYŞE BERNA KARABULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Sporİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BANU NERGİS
- Enhancing the quality of education in private education institutions in Turkey
Türkiye`de özel öğretim kurumlarında eğitim kalitesini arttırma
ALİ UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
İşletmeFatih Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN TORLAK
- Enhancing the performance of anaerobic digestion of dairy manure through phase-separation
Sığır atıklarının anaerobik bozundurma performasının faz ayrımı ile geliştirilmesi
VEDAT YILMAZ
Doktora
İngilizce
2007
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKSEL N. DEMİRER
- Enhancing the museum experience: The case of the Hatay Archaeological Museum
Müze deneyiminin geliştirilmesi: Hatay Arkeoloji Müzesi örneği
GÜL BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
MüzecilikKoç ÜniversitesiAnadolu Medeniyetleri ve Kültürel Miras Yönetimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CAROLYN CHABOT ASLAN
- Enhancing deep extreme learning machines: Novel multi-kernel autoencoders and implementation for detecting the chronic obstructive pulmonary disease
Derin aşırı öğrenme makinelerinin geliştirilmesi: Yeni çok çekirdekli autoencoderlar ve kronik obstruktif akciğer hastalığının belirlenmesinde uygulanması
GÖKHAN ALTAN
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMustafa Kemal ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAKUP KUTLU