Implementace kryptografických schémat na malých platformách FPGA

Abstract

Ciel bakalárskej práce predstavuje implementácia šifrovacieho algoritmu AES-GCM na dosku FPGA Nexys-A7. Približuje problematiku kryptografie a autentifikácie pri prenose dát, ako aj popisuje technológiu FPGA. Implementácia bola prevedená v jazyku VHDL. Akožto jazyku popisujúceho hardware. Analyzuje projekt poskytnutý Ústavom telekomunikácií Vysokého učení technického, ktorý je určený na úpravu pre dosiahnutie stanoveného cieľu. V praktickej časti rozoberá vykonané úpravy a testy, ktoré overili funkčnosť implementácie. Porovnáva využitie zdrojov s pôvodným projektom, ako nástroj pre lepšie pochopenie dopadu vykonaných úprav. Táto práca je zároveň porovnaná s existujúcimi riešeniami AES-GCM. Na záver sú uvedené návrh na ďalšie úpravy, ktoré by mohli byť vykonané na dosiahnutie nižších cieľov.The objective of the bachelor thesis is to implement the AES-GCM encryption algorithm on a Nexys A7-100T FPGA board. It introduces the issues of cryptography and authentication in data transmission as well as describes the FPGA technology. The implementation has been done in VHDL, as a hardware description language. It analyses the project provided by the Institute of Telecommunications of Brno University of Technology, which is intended to be modified to achieve the stated goal. In the practical part, it discusses the modifications made and the tests that verified the functionality of the implementation. It compares resource utilization with the original project as a tool to better understand the impact of the modifications made. This work is also compared with existing AES-GCM solutions. Finally, suggestions are given for further modifications that could be made to achieve lower goals.