Υλοποίηση συστήματος κρυπτογραφίας με χρήση τεχνολογίας RISC-V
Loading...
Date
2023-03-09
Authors
Μπουφέας, Δημήτριος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η εμφάνιση ολοένα και περισσότερων διασυνδεδεμένων συσκευών στη σημερινή εποχή, δημιουργεί όλο και πιο πολύ την ανάγκη για προσθήκη λειτουργιών που προσφέρουν ασφάλεια σε αυτές. Αυτό, αποσκοπεί στην προστασία κρίσιμων πληροφοριών από κακόβουλους και τελικά την προστασία του χρήστη. Τα σημερινά ενσωματωμένα συστήματα χρησιμοποιούν τεχνολογίες που προσφέρουν ασφάλεια, όμως υπάρχει η απαίτηση να είναι αποδοτικά και να πληρούν διάφορους περιορισμούς όπως ελάχιστο χώρο και κατανάλωση. Στη παρούσα διπλωματική εργασία υλοποιούνται τέσσερις διαφορετικοί αλγόριθμοι κρυπτογραφίας σε έναν επεξεργαστή τεχνολογίας RISC-V. Πιο συγκεκριμένα υλοποιούνται οι κωδικοποιητές τμημάτων AES και PRESENT, η συνάρτηση κατακερματισμού SHA-256 και ο κωδικοποιητής ροής SNOW-V. Η γρήγορη υλοποίηση αυτών των αλγορίθμων, επιτρέπει στο σύστημα να παρέχει μια βάση ώστε να χτιστούν πάνω της πιο σύνθετες μέθοδοι για εξασφάλιση της εμπιστευτικότητας και της αυθεντικότητας των δεδομένων. Για την επέκταση του συνόλου εντολών RISC-V χρησιμοποιείται το σύστημα NEORV32, που είναι ένας RISC-V softcore επεξεργαστής
ανοιχτού κώδικα. Ο επεξεργαστής είναι υλοποιημένος στη γλώσσα περιγραφής υλικού VHDL και επιτρέπει στον χρήστη να διαμορφώσει διάφορες παραμέτρους όπως ποιες RISC-V επεκτάσεις υλοποιούνται. Τέλος, το σύστημα υλοποιείται σε μία συσκευή FPGA και συγκεκριμένα την Arty A7-100 της Digilent και γίνονται συγκρίσεις όσον αφορά τον χρόνο εκτέλεσης, τη μνήμη και τους απαιτούμενους πόρους με άλλες υλοποιήσεις από τη βιβλιογραφία.
Description
Keywords
Κρυπτογραφία, Αρχιτεκρονική υπολογιστών