WWW.DOCX.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет материалы
 

«К.А. ЕСЕНЬКОВ, Г. Ю. ЖИХАРЕВ Научный руководитель – И.И. ШАГУРИН, д.т.н., профессор Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ...»

К.А. ЕСЕНЬКОВ, Г. Ю. ЖИХАРЕВ

Научный руководитель – И.И. ШАГУРИН, д.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ АППАРАТНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ХЕШИРОВАНИЯ В СОСТАВЕ «СИСТЕМ НА КРИСТАЛЛЕ»

В работе рассматривается применение универсального исполнительного модуля, как ступени конвейера обработки сообщений с помощью криптоалгоритмов MD5, SHA1, SHA256.

Криптографическое шифрование – один из главных способов удовлетворения требований достоверности и конфиденциальности передаваемой информации. Наиболее распространенными алгоритмами хеширования являются MD-5, SHA-1 и SHA-256.

Для аппаратной реализации алгоритмов используются специальные криптоблоки. Такие криптоблоки имеются в составе микроконтроллеров, выпускаемых компаниями STMicroelectronics [1], Freescale Semiconductors и других. Их использование позволяет освободить центральный процессор от вычисления хеш-функций, повысить производительность и расширить функциональные возможности реализуемых систем.

В связи с этим представляется целесообразным включение криптоблоков в состав проектируемых «систем на кристалле» (СнК), область применения которых требует использования хеш-функций.

Вычисление хеш-функции производится путем сложения и сдвига 32-битных операндов и выполнения набора логических операций: И, ИЛИ, НЕ, Исключающее ИЛИ над этими операндами. Поэтому разработанный универсальный исполнительный модуль содержит: 32-разрядный сумматор нескольких операндов, 32-разрядный программируемый логический блок, коммутаторы для сдвига 32-разрядных операндов на требуемое число разрядов, блок 32-разрядных регистров для хранения слов или промежуточных значений вычисляемой хеш-функции.

Последовательное включение двух исполнительных модулей образует одну ступень исполнительного конвейера, которая выполняет одну итерацию вычисления хеш-функции за два периода тактового сигнала. Исполнительные модули используются также для обработки слов поступившего блока данных, которая требуется для реализации алгоритмов SHA-1, SHA-256.

Разработана RТL-модель исполнительного модуля и на его основе построен 16 ступенчатый исполнительный конвейер, выполняющий 16 итераций вычисления хеш-функции. Проведен логический синтез разработанных моделей средствами САПР компании Cadence с использованием функциональной библиотеки элементов с технологическими нормами 65 нм.

Получены оценки ожидаемых характеристик исполнительного модуля: площадь, занимаемая на кристалле, 0,013 мм2, потребляемая мощность 9,1 мВт при максимальной тактовой частоте 1 ГГц.

В составе СнК для выполнения одной итерации требуется 2-4 исполнительных модуля. При этом для вычисления хеш-функции блока данных необходимо последовательное выполнение M итераций, что потребует 2M тактов. С использованием исполнительных модулей можно также реализовать различные варианты исполнительных конвейеров для обработки потоков поступающих блоков данных.

В этом случае при полной загрузке конвейера можно обеспечить получение хеш-функции каждые 2 такта работы системы. Однако значения площади и энергопотребления таких конвейерных криптоблоков будут пропорционально более высокими.

Разработанный универсальный исполнительный модуль может служить в качестве сложно-функционального блока при проектировании СнК с различными вариантами криптоблоков, выбор которых зависит от области их применения и требований к их характеристикам.

Список литературы

Самоделов А. Криптография в отдельном блоке: криптографический сопроцессор семейства STM32F4xx. // Новости электроники. -2012, №6.




Похожие работы:

«ABS 6 месяцев или 10 000 км пробега Ae Межсервисный ресурс, согласно рекомендациям автопроизводителя для данного автомобиля Airtex 3 месяца или 5 000 км при установке одного комп...»

«УМК О.В Афанасьева,И.ВМихеева учебник 7класс Unit 1 Test 1 (1) Form 7. I Choose the right answer.1.The official name of our country isa) Russia b) The Russian Federation c) the Republic of the Russian...»

«Аннотация к рабочей программе по географии 5 класс. Статус документа Рабочая учебная программа по географии разработана на основе Федерального Закона "Об образовании в Российской Федерации", от 29.12.2012. №273-ФЗ (с последующими изменени...»

«Меры дисциплинарного воздействия Общество с ограниченной ответственностью РеДуТ ИНН 7804404831 Номер в реестре СРО: 0197 № п/п Мера дисциплинарного воздействия Основание Решения органов управления Срок устранения нарушений Сведения об устранении (неустранении) выявленных нарушений1. Приостановка действ...»

«Интегрированное занятие в старшей группе по нравственно-патриотическому воспитанию Знакомство с русской избой. Подготовила и провела воспитатель: Ромашова Татьяна Васильевна.Цель: Продолжать знакомить детей с трад...»

«Руководство по изучениюдисциплиныВ настоящее время технологии "облачных" вычислений приобретают все большую популярность, а концепция Cloud Computing является одной из самых модных тенденций развития информационных технологий. Для изучения дисци...»

«1851660-184785 Методический вестник № 1Организация методической работы в школе. Заместитель директора по научно-методичекой работе МБОУ СОШ с. Хрущевка Беляева О.А. [Выберите дату]В выпуске:1. Системно-деятельностный подход как основа современного образоват...»

«RADISSON BLU RESORT 5* All Inclusive Concept | 2017 Завтрак OLIVOS основной ресторан | шведский стол 07:00 – 10:00 Поздний завтрак LA PERGOLA BAR 10:30 – 12:30 Обед OLIVOS основной ресторан | ш...»







 
2017 www.docx.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - интернет материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.