ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ СКОРОСТНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СИММЕТРИЧНЫХ АЛГОРИТМОВ ШИФРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ГРАФИЧЕСКОМ ПРОЦЕССОРЕ
Аннотация:
Предмет исследования.Проведено исследование преобразований, используемых в современных симметричных алгоритмах, с целью определения наиболее скоростных способов их реализации на графическом процессоре с использованием технологий CUDA и OpenCL. Метод. Для достижения поставленной цели рассмотрены LSX и ARX структуры блочных алгоритмов на примере шифров AES, «Кузнечик», LEA, Rectangle, Simon и Speck. Определены наиболее часто применяемые преобразования, в число которых входят умножение в полях Галуа, применение таблиц подстановок, побитовые операции, сложение длинных чисел. Как неотъемлемая часть вычислений на графических устройствах рассмотрен обмен данных с глобальной памятью. Рассмотрены варианты реализации данных вычислений, разработаны и апробированы синтетические тесты, предназначенные для определения времени их выполнения. Основные результаты. Определены наилучшие способы реализации перечисленных преобразований. При выполнении умножения в полях Галуа в случае, если один из множителей является константным, наилучшее время показал метод с использованием таблицы предвычислений. Выявлено, что наиболее эффективным с точки зрения скорости является хранение таблиц замены в разделяемой памяти. Осуществление побитовых операций и сложение длинных чисел наиболее эффективно в случае разбиения входных данных на 8-битные элементы. В качестве апробации результатов осуществлена реализация алгоритма CLEFIA. Время шифрования 1 ГБ данных составило 1542 мс, что в 16 раз меньше времени шифрования на центральном процессоре. Применение вариантов реализации исследуемых преобразований, показавших худшие временные результаты при проведении синтетических тестов на графических процессорах, дает четырехкратное увеличение скорости в сравнении с центральным процессором. Практическая значимость. Результаты проведенного исследования применимы при использовании графических процессоров для быстрой и эффективной реализации существующих алгоритмов шифрования. Результаты исследования могут служить основой разработки новых алгоритмов шифрования с применением графических процессоров.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ЭРБИЕВОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ НА ШУМЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
- ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ОБЪЕКТА НА ОПТИМАЛЬНЫЕ, С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОССТАНОВЛЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, УРОВНИ БИНАРИЗАЦИИ ГОЛОГРАММЫ
- МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ КОНТРАСТА ИЗОБРАЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ СЪЕМКИ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ЦВЕТНОСТИ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
- МЕТОД РЕФРАКТОМЕТРИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ЖИРНЫХ МАСЕЛ И ИХ КУПАЖЕЙ КАК ЭКСТРАГЕНТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
- КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИЗИНОВОГО ДЕНДРИМЕРА И ПЕПТИДОВ ЭПИТАЛОН
- ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ ДЛЯ МИКРОРАЗМЕРНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
- ИНФРАКРАСНОЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И МЕХАНИЗМА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ХЕМОСОРБЦИИ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ АКРИЛАТНЫМИ ГИДРОГЕЛЯМИ
- ПОЛНЫЙ ФАКТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В ИССЛЕДОВАНИИ РАБОТЫ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕЗДА ПЕРЕКРЕСТКА БЕСПИЛОТНЫМ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ
- ДЕТЕКТИРОВАНИЕ АТАК НА ГОЛОСОВЫЕ БИОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В ТЕЛЕФОННОМ КАНАЛЕ
- МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОДБОРА ПАРАМЕТРОВ ОБЛАЧНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ
- ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ В ЗАДАЧЕ СИНТЕЗА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КАДРОВ ВИДЕОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
- МУЛЬТИАГЕНТНАЯ СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫМ ИННОВАЦИОННЫМ РАЗВИТИЕМ
- ИССЛЕДОВАНИЕ «ПАРАДОКСА НОРМАЛИЗАЦИИ» В ФАКТОГРАФИЧЕСКИХ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗАХ ДАННЫХ НА ПЛАТФОРМЕ ORACLE
- МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ РОТОРОВ ШАРОВЫХ ГИРОСКОПОВ
- ОЦЕНКА РОБАСТНОСТИ ОТКЛОНЕНИЙ ТРАЕКТОРИЙ СВОБОДНОГО ДВИЖЕНИЯ АПЕРИОДИЧЕСКИХ СИСТЕМ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
- СИНТЕЗ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ C МЯГКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ КОММУТАЦИИ ТРАНЗИСТОРОВ
- ФОТО- И ТЕРМОДЕГРАДАЦИЯ ГОЛОГРАММ, ЗАПИСАННЫХ В НАНОКОМПОЗИТЕ
- КОМПОЗИЦИЯ АЛГОРИТМОВ ТЕМАТИЧЕСКОЙ СЕГМЕНТАЦИИ ТЕКСТОВ КАК СРЕДСТВО ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
- ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА НАУЧНОГО И ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КОНТЕНТА НА ОСНОВЕ СВЯЗАННЫХ ОТКРЫТЫХ ДАННЫХ