програмна реалізація

Статтю присвячено методам і засобам для генерації програмноорієнтованих bitsliced-описів бієктивних 4×4 S-Boxes зі зменшеною кількістю інструкцій на базі тернарної логічної інструкції. Згенеровані запропонованим методом bitsliced-описи дають змогу покращити продуктивність та безпеку програмних імплементацій криптоалгоритмів, що використовують 4×4 S-Boxes на різноманітних процесорних архітектурах та при проектуванні апаратних засобів шифрування.

Статтю присвячено методам і засобам для генерації bitsliced-описів бієктивних 4×4 S-Boxes зі зменшеною кількістю вентилів/інструкцій. Згенеровані запропонованим  методом  bitsliced- описи дають змогу покращити безпеку та продуктивність як програмних імплементацій криптоалгоритмів, що використовують 4×4 S-Boxes, на різноманітних процесорних архітектурах, так і апаратних засобів на базі FPGA і ASIC.

Розглянуто питання щодо підвищення безпеки та ефективності програмної реалізації симетричних блокових шифрів. Використано bitslice-підхід до безпечної імплементації криптоалгоритмів, який має такі потенційні переваги, як високу швидкодію і невимогливість до обчислювальних ресурсів. Проте, відомі bitsliced-методи мають обмеження, оскільки працюють з детермінованими S-Box або розраховують S-Box менших розмірів. Запропоновано новий евристичний метод bitsliced-подання криптографічних 8´8 S-Box, що містять випадково згенеровані значення.

Розглянуто особливості побудови пристроїв для стиснення зображень без втрат. Дослідження особливостей побудови дозволяє зрозуміти принципи роботи цих пристроїв та методи стиску, які покладено в основу їх роботи. Як способи стиснення зображень без втрат обрано метод JPEG-LS та стандарт CCSDS121.0-B-2. Розглянуто реалізації цих методів з різними типами архітектур на сучасних ПЛІС. Порівняно результати реалізати розглянутих вузлів на ПЛІС.

Розглянуто особливості побудови пристроїв для стиснення монохромних зображень без втрат методом JPEG-LS на сучасних ПЛІС. Апробовано можливості пакета Vivado (ф. Xilinx) з перетворення опису алгоритму JPEG-LS мовою C на VHDL-описи, придатні для імплементації в ПЛІС. Визначено конструкції мови C, які не можуть оброблятися вказаними засобами, та можливі способи обходу таких конструкцій.

Розглянуто особливості побудови пристроїв для стиснення монохромних зображень без втрат методом JPEG-LS на сучасних ПЛІС. Детально описано алгоритм стиснення JPEG-LS, його програмну реалізацію мовою C та її часові характеристики.