Ali Murat GARİPCAN, Ebubekir ERDEM, Taner TUNCER

Donanım Tabanlı Trivium Akış Şifreleme Algoritmasının FPGA Ortamında Gerçekleştirilmesi

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.

Anahtar Kelimeler:

Trivium, Akış şifreleme, Rasgele sayı üreteçleri, NIST testleri

PDF

___

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.