Proyecto De Criptografia Realizo Por Estudiantes De España

Diseño e implementación de algoritmos criptográficos sobre FPGA

Autores: Palomino Guzmán, Abelardo Romero Zamora, Ángel Manuel Solbes Bosch, Alfonso Directores de proyecto: Sánchez-Élez Martín, Marcos Resano Ezcaray, Javier

Proyecto de Sistemas Informáticos, Facultad de Informática, Universidad Complutense de Madrid.
Curso: 2005/2006

Diseño e implementación de algoritmos criptográficossobre FPGA

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A.P.G., A.M.R.Z., A.S.B.

Resumen.
En este proyecto, se ha diseñado e implementado un sistema para gestionar un grupo de usuarios, capaz de permitir acceso a información privada mediante claves encriptadas. La agregación o desagregación al grupo de uno de sus usuarios provoca la redistribución de claves para alguno o todos ellos. La encriptación de estas claves selleva a cabo mediante el algoritmo Advanced Encryption Standard (AES) y, para incrementar la eficiencia, éstas se organizan jerárquicamente. Además, para conseguir un mejor rendimiento, el sistema se implementó en FPGA usando el lenguaje VHDL. Durante el desarrollo de este proyecto se han evaluado distintas alternativas de diseño tanto para el AES como para el sistema completo realizándoseimplementaciones optimizadas tanto para área como para rendimiento. La implementación final de nuestro sistema es capaz de gestionar la baja o el alta de usuarios en tan sólo 2microsegundos.

Abstract.
In this project we designed and implemented a system to manage a group of users, which allows the access to private information by means of encrypted keys. Adding or removing one of the users to or from thegroup redistributes the keys for some or all of them. The keys were encrypted with the Advanced Encryption Standard (AES) algorithm and were organised hierarchically to increase efficiency. Furthermore, the system was implemented in FPGA using VHDL language in order to achieve a better performance. During the project development we have evaluated different design alternatives for the AES and theoverall system. We have implemented different version of the system optimized for area and performance. The final implementation manages users join and disjoin operations in just 2 microseconds.

Palabras Clave.
Rekeying, Encriptación, Gestión de Claves, Gestión de Usuarios, Seguridad, Arquitecturas Reconfigurables, Lenguajes de descripción hardware, Multicast

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Diseño e implementaciónde algoritmos criptográficos sobre FPGA

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A.P.G., A.M.R.Z., A.S.B. Índice 1. Introducción.............................................................................................................. 7 1.1. La plataforma FPGA .......................................................................................... 7 1.2. AlgoritmosCriptográficos...................................................................................... 8 1.3. AES ................................................................................................................... 9 1.4. El generador ANSI X9.17................................................................................. 12 1.5. Sistema de gestión de claves de usuarios. ........................................................ 12 2.Descripción del problema........................................................................................ 13 3.1. Funcionamiento................................................................................................ 16 3.2. Estructura......................................................................................................... 16 3.3. Decisiones de diseño........................................................................................ 16 3.3.1. Organización de direcciones: Árbol de direcciones .................................... 16 3.3.2. Procesamiento de la dirección.................................................................... 17 3.4. Iteración de los elementos ................................................................................ 18...