Implementace symetrické blokové šifry AES na moderních procesorech
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Hlavním cílem diplomové práce je využití nových instrukcí z instrukční sady Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (AES-NI), která je dostupná na procesorech s kódovým označením Westmere a novějších. V teoretické části jsou popsány symetrické blokové šifry a jejich operační módy. Šifra AES je popsána podrobně, zejména používané blokové transformace, expanze klíče a ekvivalentní inverzní šifra. Dále jsou popsány instrukce z instrukční sady AES-NI – je vysvětlena jejich funkčnost pomocí pseudokódů a jsou uvedeny příklady jejich použití. Následně je vytvořena dynamická knihovna, která implementuje šifru AES pro velikost klíče 128, 192 a 256 bitů a implementuje operační módy popsané v teoretické práci. Funkce knihovny jsou volány z prostředí Matlab pomocí skriptů a je ověřena jejich funkčnost porovnáním výsledků funkcí s testovacími vektory, které poskytuje v publikacích Národního institutu standardů a technologie.
The main aim of master's thesis is usage of new instructions from instruction set called Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (AES-NI), which is available on processors with code name Westmere and newer. In theoretical part, there are described symmetric block ciphers and their operational modes. Cipher AES is described in details, especially used block transformations, key expansion and equivalent inverse cipher. Next topic is description of instructions of AES-NI instruction set – their function is explained using pseudo codes of instructions and there are examples of their usage in code. Further in work, dynamic-link library is created, which implements cipher AES with key sizes 128, 192 and 256 bites and implements operational modes described in theoretical part. Library functions are called from Matlab by scripts and their functionality is proved by checking test vectors values, which are provided in publications of National Institute of Standards and Technology.
The main aim of master's thesis is usage of new instructions from instruction set called Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (AES-NI), which is available on processors with code name Westmere and newer. In theoretical part, there are described symmetric block ciphers and their operational modes. Cipher AES is described in details, especially used block transformations, key expansion and equivalent inverse cipher. Next topic is description of instructions of AES-NI instruction set – their function is explained using pseudo codes of instructions and there are examples of their usage in code. Further in work, dynamic-link library is created, which implements cipher AES with key sizes 128, 192 and 256 bites and implements operational modes described in theoretical part. Library functions are called from Matlab by scripts and their functionality is proved by checking test vectors values, which are provided in publications of National Institute of Standards and Technology.
Description
Keywords
Symetrické blokové šifry, operační módy blokových šifer, Advanced Encryption Standard, Intel Advanced Encryption Standard New Instruction, jazyk symbolických instrukcí, dynamicky linkovaná knihovna., Symmetric block cipher, block cipher modes of operation, Advanced Encryption Standard, Intel Advanced Encryption Standard New Instruction, assembly language, dynamic-link library.
Citation
ŠKODA, M. Implementace symetrické blokové šifry AES na moderních procesorech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ivo Herman, CSc. (člen)
doc. Mgr. Karel Slavíček, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Martinásek, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2014-06-12
Defence
Jakou funkci musí dynamická knihovna obsahovat, aby byla možná bezproblémová funkčnost knihovny, i když se tato funkce uživatelsky nikde explicitně nevolá? Popište strukturu jejich vstupních a výstupních parametrů.
Zhodnoťte praktický přínos rozšíření instrukční sady AES-NI. Jaký je benefit algoritmů využívajících tuto sadu vůči algoritmům používající instrukce z jiných sad, tedy procesory, které AES-NI nemají.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení