Biannual Journal Monadi for Cyberspace Security (AFTA)

fa مروری بر پیاده‌سازی‌های سخت‌افزاری سبک‌وزن رمز AES A Survey on Lightweight Hardware Implementation of AES رمز و امنیت اطلاعات Cryptology and Information Security مروری Review Article وسایل با منابع محدود حافظه، توان و انرژی، مانند حس‌گرهای بیسیم شبکه و RFID-ها دارای نیازمندیهای امنیتی هستند که  پیادهسازی الگوریتمهای رمزنگاری به‌صورت معمول روی این وسایل مناسب نبوده و منجر به مصرف زیاد منابع می‌شود. یک راه حل، طراحی الگوریتمهای جدید رمز سبکوزن است که اغلب این الگوریتمها نسبت به الگوریتمهای استاندارد دارای سطح امنیتی پایینتری هستند. راه حل دوم پیادهسازی الگوریتمهای استاندارد مانند رمز قالبی AES به‌صورت سبک‌وزن است که در این نوع پیادهسازی از روش‌هایی مانند به‌اشتراک‌گذاری منابع، پیادهسازی S-box با مدارات ترکیبی، انتقال محاسبات روی میدان متناهی از یک پایه به پایه دیگر و محاسبات در پرواز استفاده میشود. با توجه به اینکه تاکنون پیادهسازیهای فشرده AES از لحاظ میزان مصرف ناحیه، انرژی، توان و توان عملیاتی به‌صورت جامع بررسی نشدهاند، در اینجا مهمترین پیادهسازیهای سختافزاری سبکوزن ارائه‌شده برای رمز AES بررسی و ارزیابی شدهاند. این معیارهای ارزیابی شامل مقدار گیت مصرفی، تعداد کلاک موردنیاز رمزنگاری/رمزگشایی، توان عملیات، مصرف توان، انرژی و ترکیب آنها است. بررسیهای ما نشان میدهد با تلاشهای صورت‌گرفته از الگوریتمهای استاندارد مانند AES رمز در کاربردهای با منابع محدود ناحیه در حد 2000 الی 3000 گیت و انرژی محدود در حد چند پیکو ژول به راحتی میتوان استفاده کرد. برخی از این موفقیتها نتیجه پیشرفت فناوری مدارات CMOS و برخی نیز نتیجه ارائه معماری مناسب سختافزاری، خلاقیت در زمانبندی یک عملیات رمزنگاری و استفاده بهینه از منابع است.   Devices such as wireless sensor networks and RFIDs have limited memory, power and energy. They have security requirements so that the usual implementation of cryptographic algorithms is not appropriate for them and leads to high consumption of resources. One solution is designing new lightweight algorithms that have a lower security level than standard algorithms. The second solution is implementing standard algorithms such as AES block cipher as a lightweight algorithm. In this type of implementation, some techniques such as resource sharing, S-box implementation with combinational circuits, mapping computations finite fields from one base to another base and on the fly computation are used. In this paper, the most important lightweight implementations of AES are evaluated. The criteria considered for this evaluation include gate count, the number of clocks required for an encryption/decryption operation, throughput, power, energy and the combination of themes. Studies show that we can use standard encryption algorithms in applications with limited area between 2000-3000 GE and a small amount of energy, for example a few PJ. Some of these successes are achieved due to advancements in CMOS circuit technology and some others are the result of designing suitable hardware architecture, exact scheduling of cryptographic operations and efficient use of resources.   پیاده‌سازی سبک‌وزن, AES, توان و انرژی, ناحیه مصرفی, کلاک Lightweight Implementation, AES, Power, Energy, Gate Count, Clock 3 20 http://monadi.isc.org.ir/browse.php?a_code=A-10-226-1&slc_lang=fa&sid=1 Mohsen Jahanbani محسن جهانبانی mjahanbani@ihu.ac.ir 1003194753284600660 1003194753284600660 Yes Imam Hosain University دانشگاه امام حسین (ع) Nasour Bagheri نصور باقری nbagheri@srttu.edu 1003194753284600661 1003194753284600661 No Shahid Rajaei Teacher Training University دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی Zeinolabedin Norozi زین‌العابدین نوروزی znorozi@ihu.ac.ir 1003194753284600662 1003194753284600662 No Imam Hussein University دانشگاه امام حسین (ع)