افزایش امنیت ماژول رمزنگاری با قابلیت بازپیکربندی جزئی

امیری, محمد امین; صادقی آهنگری, منوچهر

افزایش امنیت ماژول رمزنگاری با قابلیت بازپیکربندی جزئی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه صنعتی مالک اشتر

² کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

در این مقاله به ارائه روشی برای افزایش امنیت در سیستم های مخابراتی پرداخته شده است که شامل استفاده از 4 الگوریتم رمزنگاری به جای یک الگوریتم رمزنگاری می‌‌باشد. این موضوع سبب می‌‌شود که دنباله به کارگیری شده از خروجی هر الگوریتم رمزنگاری به یک چهارم کاهش پیدا کند. برای پیاده ‏سازی این روش از یک سیستم بر تراشه به نام ZYNQ از شرکت Xilinx استفاده می‌‌گردد و FPGA این تراشه برای پیاده سازی الگوریتم ها‌ ‌مدنظر است. استفاده از منابع سخت افزاری بیشتر (بدلیل استفاده از 4 الگوریتم رمزنگاری) برای ما چالش به حساب آمده و محدودیت‏هایی را اضافه می‌‌کند که برای حل این مساله از تکنیک بازپیکربندی جزئی استفاده می‌‌گردد. با توجه به پیاده‏سازی سخت ‏افزاری الگوریتم‏ها، پارامترهای زمانی مناسبی از این طرح بدست آمده است. نتایج نشان می‌‌دهد که علاوه بر بهبود پارامترهای زمانی، از نظر منابع سخت ‏افزاری نیز سربار چندانی به طرح اضافه نشده است و از همه مهمتر امنیت بالاتری را در ارتیاط به دست آورده‏ایم. در مقایسه با پیاده ‏سازی کامل طرح، بهبود 63 درصدی در میزان استفاده از منابع سخت ‏افزاری انجام گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

طراحی مدارهای الکترونیکی(دیجیتال)

عنوان مقاله [English]

Security Enhancement of a Cryptographic Module with Partial Reconfiguration Capability

نویسندگان [English]

Mohammad Amin Amiri ¹
Manoochehr Sadeghi Ahangari ²

چکیده [English]

A method is proposed in this paper to enhance the security of communication systems. This method utilizes four cryptographic algorithms instead of one cryptographic algorithm. This will force the system to use one quadrature of each algorithm’s output stream. The Zynq system-on-chip from Xilinx Co. is used here and its fpga part is used for hardware implementation of these four cryptographic algorithms. Utilizing the four cryptographic algorithms leads to more hardware resource usage and is a challenging case. Partial reconfiguration is used here for solving this problem. Because of hardware implementation of these cryptographic algorithms, timing parameters of this design are all acceptable. Results show that not only the timing parameters are improved but also an enhanced security is achieved by using the four cryptographic algorithms instead of one cryptographic algorithm. A hardware resource utilization improvement of about 63% is achieved in comparison with traditional static implementation of the hardware.

کلیدواژه‌ها [English]