当前位置:
X-MOL 学术
›
IEEE Access
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Architectural Optimization of Parallel Authenticated Encryption Algorithm for Satellite Application
IEEE Access ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-03-06 , DOI: 10.1109/access.2020.2978665 Syed Jahanzeb Hussain Pirzada , Abid Murtaza , Tongge Xu , Liu Jianwei
IEEE Access ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-03-06 , DOI: 10.1109/access.2020.2978665 Syed Jahanzeb Hussain Pirzada , Abid Murtaza , Tongge Xu , Liu Jianwei
High-speed data communication is becoming essential for many applications, including satellite communication. The security algorithms associated with the communication of information are also required to have high-speed for coping up with the communication speed. Moreover, the Authenticated Encryption (AE) algorithms provide high-speed communication and security services include data encryption, authentication, and integrity. The AE algorithms are available with serial and parallel architectures; among them, the Galois Counter Mode (GCM) algorithm has a parallel architecture. The Synthetic Initialization Vector (SIV) mode in the AES-GCM-SIV algorithm provides the nonce misuse protection using the GCM algorithm. Besides, reduced data throughput is provided using the AES-GCM-SIV algorithm as compared to the AES-GCM algorithm. This work introduced a parallel algorithm with re-keying and randomization of the initialization vector for high data throughput, nonce misuse protection, and side-channel attack protection. The implementation of the proposed algorithm is performed on Field Programmable Gate Array (FPGA) and it's compared with the FPGA implementations of AES-GCM, AES-GCM-SIV, and recently introduced algorithms. The optimization of the proposed algorithm and security analysis is presented for space application using different optimizations and a combination of optimizations.
中文翻译:
卫星应用并行认证加密算法架构优化
高速数据通信对于包括卫星通信在内的许多应用来说变得至关重要。与信息通信相关的安全算法也需要具有高速以应对通信速度。此外,认证加密 (AE) 算法提供高速通信和安全服务,包括数据加密、认证和完整性。 AE 算法可用于串行和并行架构;其中,伽罗瓦计数器模式(GCM)算法具有并行架构。 AES-GCM-SIV 算法中的合成初始化向量 (SIV) 模式使用 GCM 算法提供随机数误用保护。此外,与AES-GCM算法相比,使用AES-GCM-SIV算法提供了减少的数据吞吐量。这项工作引入了一种并行算法,具有初始化向量的重新密钥和随机化,以实现高数据吞吐量、随机数误用保护和旁道攻击保护。所提出算法的实现在现场可编程门阵列 (FPGA) 上执行,并将其与 AES-GCM、AES-GCM-SIV 和最近推出的算法的 FPGA 实现进行了比较。使用不同的优化和优化组合,针对空间应用提出了所提出的算法的优化和安全性分析。
更新日期:2020-03-06
中文翻译:
卫星应用并行认证加密算法架构优化
高速数据通信对于包括卫星通信在内的许多应用来说变得至关重要。与信息通信相关的安全算法也需要具有高速以应对通信速度。此外,认证加密 (AE) 算法提供高速通信和安全服务,包括数据加密、认证和完整性。 AE 算法可用于串行和并行架构;其中,伽罗瓦计数器模式(GCM)算法具有并行架构。 AES-GCM-SIV 算法中的合成初始化向量 (SIV) 模式使用 GCM 算法提供随机数误用保护。此外,与AES-GCM算法相比,使用AES-GCM-SIV算法提供了减少的数据吞吐量。这项工作引入了一种并行算法,具有初始化向量的重新密钥和随机化,以实现高数据吞吐量、随机数误用保护和旁道攻击保护。所提出算法的实现在现场可编程门阵列 (FPGA) 上执行,并将其与 AES-GCM、AES-GCM-SIV 和最近推出的算法的 FPGA 实现进行了比较。使用不同的优化和优化组合,针对空间应用提出了所提出的算法的优化和安全性分析。