ارائه معماری سبک‌وزن برای رمز احراز اصالت‌شده COLM و پیاده‌سازی آن روی بسترهای FPGA و ASIC

طرح‌های رمزنگاری احرازاصالت‌شده دو سرویس محرمانگی و جامعیت را هم‌زمان فراهم می‌کنند. مسابقه سزار با هدف طراحی این رمزها در حال برگزاری است. یکی از معیارهای انتخاب طرح نهایی این مسابقه در کنار امنیت، عملکرد سخت‌افزاری کاندیداها در محیط‌های با منابع محدود است. در این مقاله برای اولین‌بار برای رمز احراز اصالت‌شده COLM از دور نهایی مسابقه سزار، یک معماری سخت‌افزاری سبک‌وزن 8-بیتی و سازگار با واسط برنامه‌نویسی کاربردی نسخه 2 ارائه شده‌است. به‌دلیل این‌که طرح COLM از رمز AES به‌عنوان اولیه استفاده می‌کند، از معماری سبک‌وزن Atomic-AES سازگار شده با قوانین مسابقه سزار استفاده شده‌است. برای کاهش منابع سخت‌افزاری مصرفی از تکینک‌هایی مانند پیاده‌سازی یک هسته AES برای رمزنگاری/رمزگشایی طرح، به اشتراک‌گذاری ثبات‌ها و پیاده‌سازی دوبرابرکردن روی میدان (2128)GF با ساختار 8­-بیت و ساختن ضرب‌های مرتبه بالاتر از آن، استفاده شده‌است. معماری پیشنهادی طرح COLM روی بسترهای ASIC و FPGA پیاده‌سازی شده‌است. این معماری برای دو بستر فوق مشابه بوده ولی از تکنیک‌های بهینه‌سازی نگاشت تکنولوژیکی برای هر بستر استفاده شده‌است. مقایسه نتایج این‌کار با پیاده‌سازی‌های پایه نشان می‌دهد که ناحیه مصرفی در FPGA، 62% و در ASIC، 74% کاهش داشته‌است. هم‌چنین اختصاصی‌نمودن 2v API برای عرض داده 8-بیت ناحیه مصرفی API را به‌ترتیب به میزان 8% و 6% روی بستر FPGA و ASIC کاهش داده است.

کلیدواژه ها:

طرح‌های رمزنگاری احرازاصالت‌شده ، پیاده‌سازی سبک‌وزن ، مسابقه سزار ، COLM ، FPGA ، ASIC