Research Article
BibTex RIS Cite

Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi

Year 2017, Volume: 29 Issue: 2, 119 - 130, 01.10.2017

Ali Murat Garipcan Ebubekir Erdem Taner Tuncer

Abstract



Bu çalışmada, kriptografide LFSR(Linear
Feedback Shift Register-Doğrusal Geri Beslemeli Kaydırmalı Yazmaç) tabanlı
senkron simetrik şifreleme yöntemlerinden biri olan ve rasgele sayı üreteci
olarak da kullanılabilenTrivium dizi/akış şifreleme algoritması, VHDL(Very High
Speed Hardware Description Language – Çok hızlı donanım tanımlama dili) dili
yardımıyla sonlu durum makinası olarak modellenmiştir. Modellemesi yapılan
algoritma, FPGA (Field Programmable Gate Array- Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri)
ortamında gerçeklenmiş ve kriptografik uygulamalarda sayısal verinin
şifrelenmesi için anahtar olarak kullanılan rastgele görünümlü bit dizileri
üretilmiştir. Algoritmanın doğruluğu, fonksiyonel simülasyon araçları
yardımıyla zamansal olarak test edilerek üretilen bit dizilerinin rastgelelik
değerleri NIST(National Institute of Standards and Technology – Ulusal
Standartlar ve Tek. Enstitüsü) kriterleri doğrultusunda ölçülerek elde edilen
sonuçlar yorumlanmıştır.




Keywords

Trivium Akış şifreleme Rasgele sayı üreteçleri NIST testleri

References

  • 1. Özkaynak, F. (2015). Kriptolojik Rasgele Sayı Üreteçleri. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi, 8-2.
  • 2. Garcıa-Bosque, M., Perez, A., Sanchez-Azqueta, C., Celma, S. (2016). MEMS-Based Seed Generator Applied to a Chaotic Stream Cipher. Proc. SPIE Microtechnologies, Barcelona.
  • 3. Koç, Ç. (2009) Cryptographic Engineering, Springer-Verlag.
  • 4. Çakır, B. (2012). Akış Şifreleme Algoritmalarının Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
  • 5. Sakallı, M. T., Buluş, E., Şahin, E., Büyüksaraçoğlu, F. (2007). Akış Şifrelerinde Tasarım Teknikleri ve Güç İncelemesi. Akademik Bilişim Sempozyumu, Kütahya.
  • 6. Gürünlü, B. (2017). Trivium Chiper(Trivium Dizi Şifreleme Algoritması. Erişim: http://bilgisayarkavramlari.sadievrenseker.com/2009/06/10/trivium-cipher-trivium-dizi-sifreleme-algoritmasi/.
  • 7. Kitsos, P., Sklavos, N., Provelengios, G., Skodras, A. N. (2012). FPGA-based Performance Analysis of Stream Chipers ZUC, Snow3g, Grain V1, Mickey V2, Trivium and E0. Microprocessors and Microsystems.
  • 8. Avaroğlu, E., Tuncer, T., Ozer, A.B., Türk, M. (2014). A New Method for Hybrid Pseudo Random Number Generator. J Micro- Electron Electron Compon Mater 44: 303-311.
  • 9. Kaplan, T. (2006). Trivium Dizi Şifreleme Algoritmasının FPGA Üzerinde Gerçeklenmesi. Bitirme Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi.
  • 10. Agren, M., Hell, M., Johansson, T., Meier, W. (2017). A New Version of Grain-128 with Authentication. In ECRYPT Symmetric Key Encryption Workshop 2011, Available at http://skew2011.mat.dtu.dk/.
  • 11. Babbage, S., Dodd, M. (2017).The Stream Cipher MICKEY 2.0, ECRYPT Stream Cipher,Available at http://www.ecrypt.eu.org/stream/p3ciphers/ mickey/mickey_p3.pdf
  • 12. Bulens, P., Kalach, K., Standaert, F., Quisquater, J. (2007). FPGA Implementations of eSTREAM Phase-2 Focus Candidates with Hardware Profile. Technical Report 2007/024, ECRYPT eSTREAM.
  • 13. Schaumont, P. R. (2010). Trivium Crypto-Coprocessor. A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign. pp 337-368.
  • 14. Mukherjee, P. (2013). An Overview of eSTREAM Ciphers, Centre of Excellence in Cryptology Indian Statistical Institute, Kolkata, India.
  • 15. Yun, J., Park, K., Shin, Y., Kim, H. (2017). An efficient stream cipher for resistive RAM, IEICE Electronics Express, Vol.14, No.7, 1–6 (DOI: 10.1587/elex.14.20170179).
  • 16. Cannièr, C. D., Preneel, B. (2008). The Stream Cipher Trivium, eSTREAM, the ECRYPT Stream Project Available at: http://www.ecrypt.eu.org/stream.[trivium_p3], 2017.
  • 17. Paar, C., Pelzl, J. (2010). Understanding Cryptography: A Textbook for Students and Practitioners, Springer.
  • 18. Cannièr, C. D., Preneel, B. (2006). Trivium – A Stream Cipher Construction Inspired by Block Cipher Design Principles. ECRYPT Stream Cipher, Available at :http://www.ecrypt.eu.org/stream/papersdir/2006/021.pdf, 2017.
  • 19. Sarıtaş, E., Karataş, S. (2015). Her Yönüyle FPGA ve VHDL. 1. Basım, Palme Yayıncılık Ankara.

Year 2017, Volume: 29 Issue: 2, 119 - 130, 01.10.2017

Ali Murat Garipcan Ebubekir Erdem Taner Tuncer

Abstract

References

  • 1. Özkaynak, F. (2015). Kriptolojik Rasgele Sayı Üreteçleri. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi, 8-2.
  • 2. Garcıa-Bosque, M., Perez, A., Sanchez-Azqueta, C., Celma, S. (2016). MEMS-Based Seed Generator Applied to a Chaotic Stream Cipher. Proc. SPIE Microtechnologies, Barcelona.
  • 3. Koç, Ç. (2009) Cryptographic Engineering, Springer-Verlag.
  • 4. Çakır, B. (2012). Akış Şifreleme Algoritmalarının Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
  • 5. Sakallı, M. T., Buluş, E., Şahin, E., Büyüksaraçoğlu, F. (2007). Akış Şifrelerinde Tasarım Teknikleri ve Güç İncelemesi. Akademik Bilişim Sempozyumu, Kütahya.
  • 6. Gürünlü, B. (2017). Trivium Chiper(Trivium Dizi Şifreleme Algoritması. Erişim: http://bilgisayarkavramlari.sadievrenseker.com/2009/06/10/trivium-cipher-trivium-dizi-sifreleme-algoritmasi/.
  • 7. Kitsos, P., Sklavos, N., Provelengios, G., Skodras, A. N. (2012). FPGA-based Performance Analysis of Stream Chipers ZUC, Snow3g, Grain V1, Mickey V2, Trivium and E0. Microprocessors and Microsystems.
  • 8. Avaroğlu, E., Tuncer, T., Ozer, A.B., Türk, M. (2014). A New Method for Hybrid Pseudo Random Number Generator. J Micro- Electron Electron Compon Mater 44: 303-311.
  • 9. Kaplan, T. (2006). Trivium Dizi Şifreleme Algoritmasının FPGA Üzerinde Gerçeklenmesi. Bitirme Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği İstanbul Teknik Üniversitesi.
  • 10. Agren, M., Hell, M., Johansson, T., Meier, W. (2017). A New Version of Grain-128 with Authentication. In ECRYPT Symmetric Key Encryption Workshop 2011, Available at http://skew2011.mat.dtu.dk/.
  • 11. Babbage, S., Dodd, M. (2017).The Stream Cipher MICKEY 2.0, ECRYPT Stream Cipher,Available at http://www.ecrypt.eu.org/stream/p3ciphers/ mickey/mickey_p3.pdf
  • 12. Bulens, P., Kalach, K., Standaert, F., Quisquater, J. (2007). FPGA Implementations of eSTREAM Phase-2 Focus Candidates with Hardware Profile. Technical Report 2007/024, ECRYPT eSTREAM.
  • 13. Schaumont, P. R. (2010). Trivium Crypto-Coprocessor. A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign. pp 337-368.
  • 14. Mukherjee, P. (2013). An Overview of eSTREAM Ciphers, Centre of Excellence in Cryptology Indian Statistical Institute, Kolkata, India.
  • 15. Yun, J., Park, K., Shin, Y., Kim, H. (2017). An efficient stream cipher for resistive RAM, IEICE Electronics Express, Vol.14, No.7, 1–6 (DOI: 10.1587/elex.14.20170179).
  • 16. Cannièr, C. D., Preneel, B. (2008). The Stream Cipher Trivium, eSTREAM, the ECRYPT Stream Project Available at: http://www.ecrypt.eu.org/stream.[trivium_p3], 2017.
  • 17. Paar, C., Pelzl, J. (2010). Understanding Cryptography: A Textbook for Students and Practitioners, Springer.
  • 18. Cannièr, C. D., Preneel, B. (2006). Trivium – A Stream Cipher Construction Inspired by Block Cipher Design Principles. ECRYPT Stream Cipher, Available at :http://www.ecrypt.eu.org/stream/papersdir/2006/021.pdf, 2017.
  • 19. Sarıtaş, E., Karataş, S. (2015). Her Yönüyle FPGA ve VHDL. 1. Basım, Palme Yayıncılık Ankara.
There are 19 citations in total.

Details

Journal Section MBD
Authors

Ali Murat Garipcan This is me

Ebubekir Erdem

Taner Tuncer This is me

Publication Date October 1, 2017
Submission Date September 22, 2017
Published in Issue Year 2017 Volume: 29 Issue: 2

Cite

APA Garipcan, A. M., Erdem, E., & Tuncer, T. (2017). Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(2), 119-130.
AMA Garipcan AM, Erdem E, Tuncer T. Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. October 2017;29(2):119-130.
Chicago Garipcan, Ali Murat, Ebubekir Erdem, and Taner Tuncer. “Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29, no. 2 (October 2017): 119-30.
EndNote Garipcan AM, Erdem E, Tuncer T (October 1, 2017) Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 2 119–130.
IEEE A. M. Garipcan, E. Erdem, and T. Tuncer, “Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, pp. 119–130, 2017.
ISNAD Garipcan, Ali Murat et al. “Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/2 (October 2017), 119-130.
JAMA Garipcan AM, Erdem E, Tuncer T. Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;29:119–130.
MLA Garipcan, Ali Murat et al. “Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, 2017, pp. 119-30.
Vancouver Garipcan AM, Erdem E, Tuncer T. Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;29(2):119-30.