52
Ο προηγµένος κρυπτογραϕικός αλγόριθµος SHA-3 θεωρείται ιδιαίτερα ανθεκτικός
σε
επιθέσεις
κρυπτανάλυσης
και
προτιµάται
ευρέως
για
τη
µακροπρόθεσµη
ασϕάλεια
που
παρέχει
σε
πλήθος
εϕαρµογών.
Ωστόσο,
η
ραγδαία
αύξηση
του
όγκου
των
µεταδιδόµενων
δεδοµένων
δηµιουργεί
την
ανάγκη
για
ακόµη
πιο
αποτελεσµατικές
και
βέλτιστες
υλοποιήσεις,
ικανές
να
ανταποκριθούν
σε
απαιτήσεις υπολογισµών σε πραγµατικό χρόνο.
Στο πλαίσιο αυτό, τα FPGA αναδεικνύονται ως ιδανική τεχνολογική επιλογή για τη
βελτίωση των επιδόσεων του αλγορίθµου, προσϕέροντας σηµαντικά πλεονεκτήµατα
όσον αϕορά τη ρυθµαπόδοση, τη συχνότητα λειτουργίας, την αποδοτικότητα, τη
µείωση της απαιτούµενης επιϕάνειας υλοποίησης και την κατανάλωση ενέργειας.
Η ανάπτυξη αναβαθµισµένων αρχιτεκτονικών υλοποιήσεων του SHA-3 παραµένει
ένας ενεργός τοµέας έρευνας, µε συνεχείς προσπάθειες για τη βελτιστοποίηση της
απόδοσης και της ασϕάλειας.
Σε
αυτό
το
κεϕάλαιο,
επικεντρωθήκαµε
στη
βελτίωση
των
µετρικών
επιδόσεων
υλικού
του
SHA-3,
δίνοντας
έµϕαση
στη
ρυθµαπόδοση
και
την
αποδοτικότητα,
καθώς
και
στη
µείωση
του
κόστους
επιϕάνειας
σε
slices,
για
όλα
τα
µήκη
µεγέθους εξόδου (224,
256,
384 και 512 bits).
Συγκεκριµένα,
παρουσιάζεται και
αναλύεται µια µεθοδολογία κατά την οποία προστίθεται ένας επιπλέον καταχωρητής
µετά
το
βήµα
θ στη συνάρτηση f .
Ο
προτεινόµενος
σχεδιασµός
επιτυγχάνει
σηµαντική
αύξηση
στη
ρυθµαπόδοση
και
την
αποδοτικότητα,
προσϕέροντας
βελτιστοποιηµένες υλοποιήσεις για όλες τις εκδόσεις του SHA-3.
3.2
Εισαγωγή
Η
ανάγκη
για
αξιόπιστη
και
ασϕαλή
µετάδοση
ευαίσθητων
δεδοµένων
έχει
καταστεί ιδιαίτερα επιτακτική τα τελευταία χρόνια. Η κρυπτογραϕία αποτελεί µια
θεµελιώδη τεχνική για την αποθήκευση, προστασία και διασϕάλιση πληροϕοριών
έναντι
µη
εξουσιοδοτηµένης
πρόσβασης
κατά
τη
µεταϕορά
τους
σε
ψηϕιακά
δίκτυα.
Οι τρεις αυτοί στόχοι, εµπιστευτικότητα, ακεραιότητα και διαθεσιµότητα,
επιτυγχάνονται
µέσω
της
εϕαρµογής
κατάλληλων
κρυπτογραϕικών
µεθόδων.
Ενδεικτικά, τοµείς όπως η υγειονοµική περίθαλψη, ο στρατός, η δηµόσια διοίκηση,
η βιοµηχανία, τα εκπαιδευτικά ιδρύµατα και οι ιδιωτικές επιχειρήσεις συλλέγουν
και διαχειρίζονται τεράστιες ποσότητες προσωπικών ψηϕιακών δεδοµένων, τα οποία
αποθηκεύονται και διακινούνται σε δικτυακά περιβάλλοντα. Ως εκ τούτου, η χρήση