Implementation and comparison of advanced encryption standard (AES) modes on FPGA

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2011

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MURAT KARATOPRAK

Danışman: ÖZGE CİHANBEĞENDİ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Sistem-On-Chip (SoC) hem donanım hem de yazılımı tek bir çip üzerinde içeren, gömülü bir sistemi tipik bir geliştirme ortamı yapan ilgi çekici bir hedef platformdur. Bu tezin ana fikri en son gelişmeleri yansıtan Gelişmiş Şifreleme Standardı (Advanced Encryption Standard - AES) blok şifreleme algoritması modlarının bir SoC geliştirme ortamında araştırılması ve uygulanmasıdır.Bu tezde bir Xilinx SoC geliştirme platformu üzerinde Gelişmiş Şifreleme Standardı blok şifreleme algoritması modlarının uygulanması ve karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma donanım ve yazılım olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Her iki kısımda Xilinx lisanslı Gömülü Sistem Set (Embedded Development Kit - EDK)'i kullanılarak geliştirilmiştir. Donanım kısmında gerekli giriş-çıkış arayüzleri proje gereksinimlerine uygun şekilde seçilmiştir. İkinci kısımda yani yazılım kısmında ise benzer şekilde yazılım gereksinimleri belirlenmiş, AES ve çalışma modları ?C? dili kullanılarak geliştirilmiş ve seri porttan girilen komutlarla test edilmiştir. AES ve çalışma modlarının, MicroBlaze soft-core mimarisinin ayrıntılı bir analizi yapılmıştır. Uygulama MicroBlaze soft-core mimarisi üzerinde gerçekleştirilmiş ve mb-gprof profiler (gprof tabanlı profiler) ile analiz edilmiştir. Elektronik kod kitabı (ECB), zincirleme şifre blok (CBC), şifre gizle (CFB), çıkış gizle (OFB) ve sayaç (CTR) modları dahil olmak üzere tüm çalışma modlarını gösterme yeteneğine sahip bir yazılım fikri mülkiyet (IP) yaratılmış ve dahili test uygulama komutları ile test edilerek her mod mesajları şifreleme-çözme sırasında çektikleri süre açısından karşılaştırılmıştır.