Uma abordagem sobre curvas elípticas criptograficas com AOP orientada a hardware.

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Farias, Luckas André
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Algorítmos; Criptologia; Cryptography; Elliptic curve cryptography; Hardware; Segurança de redes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-23052025-140450/

A demanda por sistemas de criptografia passa por um crescimento, dado documentos recentemente divulgados sobre espionagem e porta dos fundos presentes nos criptossistemas vigentes. Estes documentos indicavam um vazamento proposital de dados, usando principalmente duas abordagens: sistemas criptográficos com falhas (que possuem vulnerabilidades na sua construção e/ou implementação) ou usando abordagens que são suspeitas de possuir porta dos fundos, permitindo que alguém com um conhecimento específico e privilegiado consiga abrir o texto cifrado e obter parte ou toda a informação. Por conta disto, a demanda por novas abordagens robustas e eficientes, nas suas vertentes tanto simétricas quanto assimétricas, sendo que as soluções assimétricas mais em foco são as Criptografia de Curvas Elípticas. No cenário atual, tanto governos como grandes instituições usam curvas que na média dos casos possui cerca de 400 bits, provendo um nível de segurança de 192 bits. Entretanto é conhecido que a longo prazo níveis maiores e melhores se tornarão necessários, portanto o desafio é fazer com que estes novos padrões sejam executados pelo menos no mesmo tempo que o padrão atual de criptossistemas, pois o processo precisa ser executado em tempo hábil. Com isto em mente, este trabalho explora uma arquitetura de co-processador que usará otimização de um polinômio irredutível AOP (All-One-Polynomial) e fará o processo baseado em metodologia de curvas de Edwards binária, suportando o padrão atual e a demanda futura. Esta arquitetura será parametrizada, possibilitando usá-la em diferentes metodologias para as operações sobre as curvas de Edwards binárias, desta forma sendo genérica o suficiente para atender a demanda atual e futura de criptografia (isto com pequenas mudanças nos parâmetros), permitindo que a arquitetura se adapte a diferentes FPGAs, incluindo as de baixo custo. Para melhorar a eficiência da arquitetura um benchmark será utilizado em um estudo comparativo deste trabalho com as implementações encontradas na literatura, considerando várias plataformas e níveis de segurança. Como resultados pode-se dizer que este é o primeiro trabalho a usar de forma direta AOP em ECC e que mesmo sendo uma prova de conceito conseguiu produzir cerca de 503 operações de multiplicação por escalar na Zynq7020 e 238 operações de multiplicação por escalar na Cyclone4GX, isto considerando curvas de Edwards no corpo de 562 bits.