网络物理系统和嵌入式设备已成为我们日常生活不可或缺的一部分。物联网(IoT)功能继续提高,并应用于军事,公用事业和医疗保健等技术领域。这些域内数据的关键性需要强大的安全性和完整性。我们的研究提供了对现实世界应用的轻质加密算法ascon的新评估。我们使用位于美国空军学院(USAFA)的IoT环境评估ASCON的影响,我们发现Ascon在应用于MQTT消息协议上以对消息进行加密信息时的预期执行,而无需抑制信息共享,但提供必要的安全性和完整性。我们表明,ASCON与AES的性能度量相媲美,但内存足迹较小。这很重要,因为它转化为需要紧凑系统的更广泛的应用程序和机会。这是对现实世界应用中ASCON的首次评估。
密码算法在社会多个领域的日常实践(如电子支付、数据交换)中发挥着关键作用,包括金融、医疗保健和政府机构。与软件解决方案相比,在低级硬件设计中实现密码算法具有一组独特的约束(如硬件和计算资源)和需要优化的额外性能指标(如功耗)。考虑到这些限制,人们在 ASIC [1,2] 和 FPGA [3,4] 中彻底研究了不同的轻量级但强大的优化技术。尽管基于 SRAM 的 FPGA 上的密码实现功能多样且具有成本效益,但它极易受到辐射引起的软错误的影响,因此,对可靠解决方案的研究备受关注 [5] 。在这方面,人们已经使用了不同的缓解技术和实施方案来减少软错误对 FPGA 上实现的密码解决方案的影响 [6] 。例如,Bertoni 等人 [5] 将冗余技术与错误检测码结合使用来检测单比特故障。 Banu 等人 [7] 描述了一种基于汉明纠错码的 AES 容错模型。同样,Wu 等人 [8] 提出了一种低成本的 AES 并发错误检测方法
摘要。量子密钥分布(QKD)是一种基于量子力学基本原理,例如海森伯格的不确定性原理和无键值理论。QKD的用法警告了任何攻击尝试的合法交流方,这是最有趣的安全参数。因此,QKD提供了无条件的安全通信方法,并支持强大的加密方案。经典通信与QKD之间的组合创建了一种称为Semi Quantum键分布SQKD的新技术。不幸的是,SQKD提高了方案的复杂性,并且需要两个步骤来进行密码,争夺和加密。在本文中,基于QKD提出了增强图像加密算法,该算法消除了SQKD的大多数缺点。所提出的算法比其他加密方案更简单,因为它仅根据生成的秘密键的功率和随机性来利用一个加密步骤,这减少了破裂的机会。通过数值模拟验证了所提出的算法的正确性和效率。
引言近几十年来,对数字系统的需求很大,可以确保信息的机密性,无论是在处理还是数据存储中。举例来说,我们在互联网,银行业务等上进行了采购活动,这些活动需要传输安全性和敏感数据存储。数字系统设计,满足这些安全性限制,需要通信协议并使用加密方法。这些方法基于算术和关注隐藏数据。目前,还关注包括芯片片(SOC)系统设计中的陷阱,尤其是用于军事目的1。例如,密码算法是在软件定义的无线电(军事部门2的战略领域)中强烈应用的。我们还可以提及移动网络物理系统的空中无人机,并在军事行动,包装交付,侦察等中申请。在某些申请中,空中无人机必须高度针对性,因此,保险(如军事销售)应该经常遭受对这些无人机的攻击,因此可以提取一些重要信息3。尽管SOC中实施的加密算法寻求坚固抗拒违反机密数据的尝试,但有许多技术通过物理属性证明可以揭示秘密处理的数据4,5。这些攻击试图在分析的物理特征和处理后的数据之间建立关系。加密系统通常使用秘密加密密钥,从而影响其效率。这类技术被称为侧通道攻击(SCA),该技术根据物理特征提取敏感信息,例如功耗,电磁辐射,处理时间等,从而允许发现通过加密保护的信息。在现代加密系统中,知道关键等同于能够在加密系统上执行操作。已经提出了不同的加密算法来提高数据安全性的可靠性,例如Rivest-Shamir-Adleman(RSA)6,微小的加密算法(TEA)7,高级加密标准(AES)8和数据加密标准标准(DES)9。DES算法成为20世纪后期最受欢迎的算法之一。它是由国际商业机器公司(IBM)开发的,在1970年代的国家安全局(NSA)的一些帮助下。在1977年,它被用作美国机构10,11的信息处理标准。des算法的安全性在于钥匙的大小和在不知道键的情况下解密的难度。DES加密和解密的操作是公共拥有的。由于密钥的大小和涉及64位输入块的置换,DES算法相对较慢。已经为实施加密系统提出了不同的建议,目的是针对硬件攻击的更大可靠性。我们可以在现场可编程栅极阵列(FPGA)12-20或在非常大规模集成(VLSI)(VLSI)21,22中以同步样式(fpga)中的同步样式提及DES算法的实现。在当今使用的深入微米(DSM)MOS技术中,同步电路的实施会导致与全球时钟信号有关的困难,例如,时钟偏斜,时钟分配网络,高电磁发射,低模块化和高噪声。异步样式是解决与全局时钟信号有关的问题的有前途替代方法。在异步风格中,Zhang等人的DES算法实现。23,在准戴式(QDI)类中起作用,在其他作者的作品24-26中,实现了全球异步本地同步(GALS)样式。基于真空微电子的设备中实现的电路具有有趣的特性,例如对温度变化的稳健性,允许高电流以及辐射耐受性27,28。这些电路在空间应用中是可取的,即使它们具有光学或量子样式,也可以很好地适应异步范式。本文提出了一个高性能的DES密码处理器,该处理器是在异步管道结构上合成的,并在FPGA中进行了原型。该提出的体系结构由八个阶段组成,在两相握手协议上运行并捆绑数据,因此每个阶段的数据路径都以常规方式合成,即单轨29。比较[25]的两种设计样式 - 同步管道和多点GALS,提议的异步管道的潜伏期平均降低为66.3%,平均吞吐量的平均增加为14.9%。
随着云计算等现代计算技术的进步,数据处理和加密技术领域取得了长足的发展。在这场竞赛中,对在加密域中成功存储数据的需求日益增长,以避免共享网络中数据泄露的可能性。本文设计了一种基于量子混沌系统的语音加密算法的新方法。在所提出的方法中,语音样本的经典比特最初通过秘密偏振角以非正交量子态编码。在量子域中,编码后的语音样本根据受控非门进行位翻转操作,然后进行阿达玛变换。通过阿达玛变换实现阿达玛和标准基中量子态的完全叠加。使用改进的퐿̇푢-超混沌系统生成C-NOT门和阿达玛门的控制位。超混沌系统的秘密非正交旋转角和初始条件是确保所提算法安全性的关键。在量子域和经典域中分析了所提算法的计算复杂度,基于上述原理进行数值模拟,结果表明所提语音加密算法具有更宽的密钥空间、更高的密钥灵敏度以及对各种差分和统计密码攻击的鲁棒性。
摘要 - 物联网(IoT)是Internet的高级版本,其中不仅是连接到Internet的手机和计算机,而且其他电子对象也可以连接到Internet。物联网(IoT)需要使用IPv6协议来满足大量周围事物的需求。在设备之间的这种无线通信方式中所面临的挑战是信息的安全性和个人的隐私。在本文中提出了一种加密方法,该方法利用MD5和AES算法来获得安全和隐私。使用Verilog HDL在ModelsIM 6.5和Xilinx 14.2工具中模拟了这两种算法。两次链接两种算法的链接方法提供了更好的安全性和隐私。将这些算法整合到RFID标签中,可以在周围事物之间存在安全的交流手段,从而为接受社会上的物联网腾出空间。索引术语:物联网; rfid; aes; MD5;机密性;正直; vlsi。