Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/5467
Title: Συμμετρικοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης δεδομένων : οι περιπτώσεις των αλγορίθμων DES και TDEA
Authors: Φλωκατούλα, Δώρα
Issue Date: 2012-09-17
Keywords: Κρυπτογραφία
Συμμετρικοί αλγόριθμοι
Keywords (translated): Cryptography
Symmetric algorithms
DES
TDEA
Abstract: Η ανάγκη για ασφαλή αποθήκευση και μετάδοση πληροφορίας είναι αναπόσπαστο κομμάτι της ανθρώπινης ιστορίας. Αυτή η ανάγκη αρχικά δημιουργήθηκε λόγω των διαφορών των ανθρώπων σε επίπεδο κοινωνικό, πολιτικό, στρατιωτικό ή ακόμη και θρησκευτικών πεποιθήσεων. Σήμερα, η ραγδαία ανάπτυξη των επικοινωνιακών συστημάτων προσφέρει, σε ένα μεγάλο ποσοστό ανθρώπων, πρόσβαση σε μία τεράστια ποσότητα πληροφορίας και μία ποικιλία από ηλεκτρονικά μέσα με σκοπό την ανταλλαγή προσωπικών δεδομένων. Για αυτό το λόγο, κάθε πληροφορία που μεταδίδεται χρειάζεται να μετατραπεί σε μία μη αναγνωρίσιμη μορφή έτσι ώστε να διασφαλιστεί η ασφάλεια της. Αυτή η επεξεργασία (κρυπτογράφηση) των δεδομένων είναι αναγκαίο να συμβεί σε πραγματικό χρόνο και για αυτό το λόγο έχουν αναπτυχθεί αρκετοί αλγόριθμοι κρυπτογράφησης. Σαν παράδειγμα υλοποίησης κρυπτογραφικών αλγόριθμων παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία οι αλγόριθμοι DES και Triple DES (TDEA). Ο DES χρησιμοποιείται στον τομέα κρυπτογράφησης δεδομένων με μία σχετικά καλή απόδοση ασφάλειας. Η υλοποίηση του συνήθως διαχωρίζεται σε προσεγγίσεις λογισμικού (software) ή υλικού (hardware). Ο TDEA αποτελεί έναν αλγόριθμο, ο οποίος προέρχεται από τον DES και παρουσιάζει μεγαλύτερη ανθεκτικότητα από αυτόν σε κρυπταναλυτικές επιθέσεις. Στην παρούσα εργασία γίνεται θεωρητική ανάλυση των δύο αλγορίθμων με βάση το πρότυπο που τους περιγράφει καθώς και χρήση παραδειγμάτων πάνω σε αυτό. Στη συνέχεια οι αλγόριθμοι υλοποιούνται σε λογισμικό με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C++, αλλά και σε υλικό χρησιμοποιώντας τη γλώσσα VHDL. Πιο συγκεκριμένα στο 1ο κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή στην κρυπτογραφία, η ιστορική αναδρομή της και παρουσιάζονται βασικοί ορισμοί και αλγόριθμοι κρυπτογράφησης. Στο 2ο κεφάλαιο μελεντώνται τα συμμετρικά κρυπτοσυστήματα και οι λειτουργίες τους, γίνεται αναφορά στους συμμετρικούς αλγορίθμους που χρησιμοποιούνται σήμερα, DES, TDEA, AES, Blowfish κ.α. Επίσης αναφέρονται τα βασικά σημεία των ασύμμετρων αλγορίθμων με σκοπό την σύγκριση τους με τα συμμετρικά. Βασικό κορμό της εργασίας αποτελεί το 3ο κεφάλαιο όπου μελετώνται αναλυτικά η λειτουργία, εφαρμογές και υλοποιήσεις των συμμετρικών αλγορίθμων DES και TDEA. Στο 4ο και 5ο κεφάλαιο αναλύεται η υλοποίηση των δύο αυτών αλγορίθμων τόσο σε επίπεδο λογισμικού όσο και σε επίπεδο υλικού και παρούσιάζεται η διαδικτυακή υλοποίηση τους. Στο 6ο και τελευταίο κεφάλαιο εξάγονται συμπεράσματα και γίνονται προτάσεις για μελλοντική εργασία.
Abstract (translated): Τhe need for secure storage or transfer of information has been an inseperable part of human history. This need was initially created by the difference in social, political, military or even religious persuasions among people. Nowadays, the rapid evolution of communication systems offers, to a very large percentage of population, access to a huge amount of information and a variety of means to use, in order to exchange personal data. Therefore, every single transmitted bit of information needs to be processed into an unrecognizable form in order to be secured. This encipherment of the data is necessary to take place in real time and for this procedure, a variety of encryption algorithms have been developed. DES (Data Encryption Standard) and Triple-DES algorithms are used as an example for the implementation of cryptographic algorithms. DES can be regarded as a data encryption standard technology which is widely used in the field of data encryption with a relatively good safety performance. Implementation of DES is usually divided into software and hardware approaches. The TDEA is an algorithm which is derived from DES and has greater resistance in cryptanalysis attacks. In this Master Thesis is presented a theoretical analysis of the two algorithms based on the standard and use of examples. Furthermore, the two algorithms are implemented in software using C++, but also in hardware using VHDL. More specifically, in the 1st chapter an introduction in cryptography , its historical eventuality and basic definitions are presented. The 2nd chapter describes the general characteristics of symmetric cryptosystems and their functions. A reference in symmetric algorithms that are used nowadays, is made, such as DES, TDEA, AES, Blowfish. Moreover, some of the basics of asymmetric algorithms are mentioned, in order to permorm a comparison analysis with symmetrics. The main part of this Master Thesis is the 3rd chapter, where the detailed function and applications of DES and TDEA are explained. In the next two chapters, the implementation of the two algorithms is presented, in both software and hardware. Furthermore, their implementation is extended so as to be used in a web application. In the 6th chapter concluding remarks are made and future work is suggested.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.