مروری بر پیاده سازی های سخت افزاری سبک وزن رمز AES

وسایل با منابع محدود حافظه، توان و انرژی، مانند حس گرهای بی سیم شبکه و RFID-ها دارای نیازمندی های امنیتی هستند که پیاده سازی الگوریتم های رمزنگاری به صورت معمول روی این وسایل مناسب نبوده و منجر به مصرف زیاد منابع می شود. یک راه حل، طراحی الگوریتم های جدید رمز سبک وزن است که اغلب این الگوریتم ها نسبت به الگوریتم های استاندارد دارای سطح امنیتی پایین تری هستند. راه حل دوم پیاده سازی الگوریتم های استاندارد مانند رمز قالبی AES به صورت سبک وزن است که در این نوع پیاده سازی از روش هایی مانند به اشتراک گذاری منابع، پیاده سازی S-box با مدارات ترکیبی، انتقال محاسبات روی میدان متناهی از یک پایه به پایه دیگر و محاسبات در پرواز استفاده می شود. با توجه به اینکه تاکنون پیاده سازی های فشرده AES از لحاظ میزان مصرف ناحیه، انرژی، توان و توان عملیاتی به صورت جامع بررسی نشده اند، در اینجا مهم ترین پیاده سازی های سخت افزاری سبک وزن ارائه شده برای رمز AES بررسی و ارزیابی شده اند. این معیارهای ارزیابی شامل مقدار گیت مصرفی، تعداد کلاک موردنیاز رمزنگاری/رمزگشایی، توان عملیات، مصرف توان، انرژی و ترکیب آن ها است. بررسی های ما نشان می دهد با تلاش های صورت گرفته از الگوریتم های 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 می توان استفاده کرد. برخی از این موفقیت ها نتیجه پیشرفت فناوری مدارات CMOS و برخی نیز نتیجه ارائه معماری مناسب سخت افزاری، خلاقیت در زمان بندی یک عملیات رمزنگاری و استفاده بهینه از منابع است.