Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Υλοποίηση lightweight κρυπτογραφικών αλγορίθμων σε αναδιατασσόμενη λογική

Oikonomou Asterios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Οι εφαρμογές IoT περιλαμβάνουν συνήθως μια δομή συσκευών που μοιάζει με δέντρο,όπου τα υψηλότερα επίπεδα καταλαμβάνονται από ένα μικρό αριθμό εξαιρετικά πολύπλοκων ισχυρών μηχανών και από πληθώρα συσκευών με περιορισμένους πόρους ως προς την κατανάλωση ενέργεια και την πολυπλεξία των υπολογισμών καθώς κινούμαστε στα χαμηλότερα επίπεδα. Ενώ το κόστος και οι περιορισμοί φυσικού μεγέθους απαιτούν αυτές οι συσκευές να χρησιμοποιούν απλούς υπολογιστικούς πόρους με μπαταρίες χαμηλής χωρητικότητας.Η διείσδυση των εφαρμογών του Διαδικτύου σε κάθε μορφή δραστηριότητας έχει πολλαπλασιάσει τις υπολογιστικές εργασίες(τόσο σε αριθμό όσο και σε πολυπλοκότητα) που πρέπει να εκτελεστούν, αυξάνοντας την πίεση για χρήση συσκευών με υψηλή ενεργειακή και υπολογιστική απόδοση αλλά και εφαρμογών, αλγορίθμων που πρέπει να εκτελεστούν στο δικό τους υλικό. Μία από αυτές τις εργασίες είναι η κρυπτογράφηση δεδομένων, που χρησιμοποιείται ως ένα από τα θεμελιώδη μέσα για την εξασφάλιση της ανταλλαγής και αποθήκευσης ευαίσθητων πληροφοριών. Οι αλγόριθμοι ελαφριάς κρυπτογράφησης έχουν προταθεί καθώς εξασφαλίζουν μια ισορροπία μεταξύ προστασίας δεδομένων και υπολογιστικής πολυπλοκότητας, επιτρέποντας απλές συσκευές για να χειριστούν τις εργασίες αυτές. Στην παρούσα διπλωματική εργασία τρεις τέτοιοι αλγόριθμοι εξετάζονται( Present, Simon και Clefia) εστιάζοντας σε συσκευές που βρίσκονται στην άκρη της υποδομής του IoT. Αυτές οι συσκευές επικοινωνούν με έναν σημαντικό αριθμό κόμβων φύλλων και συγκεντρώνουν την πληροφορία μεταξύ των φύλλων και των υψηλότερων επιπέδων υποδομής. Ενώ διατηρούν μεγάλο μέρος των περιορισμών που έχουν τα κατώτερα επίπεδα της αρχιτεκτονικής του IoT (χαμηλό κόστος μικρό μέγεθος και περιορισμένοι ενεργειακοί πόροι) παρέχουν σημαντική υπολογιστική απόδοση και αυτή η εργασία στοχεύει στην υλοποίηση των αλγορίθμων κρυπτογράφησης σε αναδιατασόμενη λογική με σκόπό την επίτευξη υψηλότερης απόδοσης σε σχέση με ένα σύστημα που βασίζεται σε CPU καθώς και ακόμη υψηλότερη ενεργειακή απόδοση. Γίνετε σύγκριση μεταξύ των υλοποιήσεων των τριών αλγορίθμων σε λογισμικό και σε υλικό. Συγκεκριμένα οι τρεις αλγόριθμοι εξετάστηκαν στο λογισμικό σε τέσσερις διαφορετικούς επεξεργαστές (ARM Cortex-A9, ARM Cortex-A53, Intel Core I5-4200U και Intel Xeon E5-2630) και για το υλικό υλοποιήθηκαν στην Xilinx KRIA KV260. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δείχνουν ότι ο αλγόριθμος Present είναι 1.473 φορές πιο γρήγορος όταν εφαρμόζεται στο υλικό από όταν εφαρμόζεται στον επεξεργαστή Intel Xeon E5-2630. Η ίδια σύγκριση γίνεται και με τους άλλους αλγόριθμους όπου ο Clefia εμφανίζεται να είναι 252 φορές πιο γρήγορος όταν εφαρμόζεται στο υλικό ενώ ο Simon είναι 29 φορές πιο γρήγορος όταν εφαρμόζεται στο υλικό σε σύγκριση με τον επεξεργαστή Intel Xeon E5-2630.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες