Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı

A true random number generator in FPGA for cryptographic applications

Kripto uygulamaları için FPGA üzerinde gerçek rassal sayı üreteci

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 338260 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

In this thesis a True Random Number Generator (TRNG) employed for cryptographic applications is investigated, implemented and evaluated. The design of TRNG and its embedded tests are described in VHDL language and then implemented on an FPGA platform. Randomness is extracted from the jitter of ring oscillators that has self-failure detecting and sampling logic. The implementation needs only primitive resources which are common in all kinds of FPGAs. The embedded randomness tests described in Federal Information Processing Standard (FIPS) 140-1 are realized on FPGA. The statistical quality of the generated random bits is also confirmed by running the Diehard and NIST (National Institute of Standards and Technology) Test Suites seperately. The implemented TRNG has a throughput up to 0.5 Mbps and its core occupies only 25 slices of Xilinx Virtex-5 FPGA. This design demonstrates the possibility of generating and confirming true random bit sequences by using only the internal resources of FPGAs. The performance of our TRNG is also compared with a separate IC, RPG100 from FDK Corporation.

Summary:

Bu tezde kriptografik uygulamalarda kullanılan bir Gerçek Rassal Sayı Üreteci (GRSÜ) araştırılmış, gerçeklenmiş ve değerlendirilmiştir. Bu GRSÜ ve gömülü testlerinin tasarımı VHDL dilinde tanımlanmış ve bir FPGA platformunda gerçeklenmiştir. Rassallık halka osilatör seğirmelerinden içsel hata algılama yetisine sahip bir örnekleme devresi ile çıkarılmıştır. Gerçekleme yalnızca tüm FPGA`lerde ortak olarak yer alan en temel kaynaklara ihtiyaç duymaktadır. FIPS 140-1 standardında açıklanan gömülü rassallık testleri FPGA üzerinde gerçeklenmiştir. GRSÜ`nin istatiksel özellikleri kriptografik uygulamalar için standart olan NIST SP800-22 ve Diehard istatiksel test kütüphaneleri ile de doğrulanmıştır. Gerçeklenen GRSÜ'nin üretim hızı 0,5 MBps'a kadar ulaşmaktadır ve çekirdeği sadece 25 adet Xilinx Virtex-5 FPGA slice kaynağı kullanmaktadır. Bu tasarım sadece FPGA'in içsel kaynaklarını kullanarak da rassal sayı üretilip bu rassallığın doğrulanabileceğini göstermektedir. Ayrıca gerçeklenen GRSÜ`nin başarımı ayrı bir tümleşik devre olan, FDK şirketinden RPG100, ile de karşılaştırılmıştır.