プログラマブルデバイスを用いた暗号化・復号化実験シスラムの開発

可编程器件加解密实验系统的开发

• 批准号: 20921008
• 负责人: 阿部 茂樹
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20921008/
• 关键词: 暗号化・復号化; FPGA(Field-Programmable Gate Array); ハイレベル設計

研究目的:本研究では、情報の伝達において個人情報の漏洩などにより重大な社会的問題が発生することや経済的にも多大な損失を被るため、漏洩しても意味がわからないように変換する暗号化、受け手側では意味のない伝達情報から元の意味ある情報に変換する復号化技術を習得できる実験システムの開発を目的とした。研究方法:1. 換字、転字および共通鍵暗号アルゴリズムの暗号および復号アルゴリズムをHDL(Hardware Description Language)でプログラミングし、シミュレーションにより論理検証やアルゴリズム動作検証を行い、正確に暗号および復号化が実行されていることを確認する。2. 共通鍵暗号方式の複雑なアルゴリズムを用いた回路をFPGAに実装し、平文(暗号化されていない文)が暗号文に変換あるいはその逆操作が正確に実行されているか、実際のハードウェアを使って動作確認する。この際に、元のデータ、暗号および復号化されたデータを目視できるようにし、データの流れを把握できるように表示機能を備える。3. 暗号化用送信ボードと復号化用受信ボードを用意し、その間を無線通信によってデータ転送できるシステムを構築し、暗号・復号実験を行い、有線伝送のときと同じ結果を得ることを確認する。研究成果:暗号アルゴリズムとして、基本的な換字、転字方式から共通鍵暗号方式のDES(Data Encryption Standard)やAES(Advanced Encryption Standard)などをHDLによって記述するとともにシミュレーションツールを用いて論理的な動作を確認した。また、FPGAにこのアルゴリズムを実装し、PCとFPGAボード間を有線および無線通信によって通信することにより、データの入出力をPC上で目視を可能とし動作の確認を行った。この暗号化・復号化技術の実験システムを有効に活用するため、システム構成やアルゴリズムおよびプログラミング手法を習得できるように手順書を作成するとともに、簡単なデモンストレーションプログラムを作成し、解説をすることで容易に理解できるように工夫した。さらに詳細な暗号アルゴリズムの習得、システム動作、プログラミング手法を習得したい人のためのマニュアルを作成するなど、利用しやすい実験環境を構築することができた。

Objective: This study aims to learn the key social problems arising from the leakage of personal information, the loss of information, the significance of leakage, the transformation of information, the acquisition of complex technology, the acquisition of complex technology, the significance of leakage, the transformation of information, the acquisition of complex technology, and the acquisition of complex technology. Methods:1. Change the word, the word and the common key password. The password and the complex symbol are lost. The HDL(Hardware Description Language) is used to verify the logical model of the change, the correct password and the complex symbol. 2. Common key code mode: multiple key mode, multiple key mode. This time, the original code, the code, the complex code, the visual code, the flow code, the control code, the function code. 3. The signal is transmitted by the signal, and the signal is transmitted by the signal. The signal is transmitted by the signal, and the signal is transmitted by the signal. Research results: cipher key conversion, basic character conversion, common key cipher mode DES(Data Encryption Standard) and AES(Advanced Encryption Standard), HDL description, and operation confirmation of cipher key conversion logic. The FPGA is installed in the PC, and the FPGA is installed in the PC. The FPGA is installed in the PC. This is a simple and easy way to understand how to create and explain the code. In addition, the acquisition, operation, and operation of the detailed code and the construction of the environment are also discussed.