Proposta de implementação dos algoritmos de hash MD5 e SHA-1 em hardware reconfigurável

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Santos Júnior, Carlos Eduardo de Barros
• Orientador(a): Fernandes, Marcelo Augusto Costa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hash; FPGA; MD5; SHA-1; Processamento
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25779

Este trabalho tem como objetivo propor dois hardwares de aplicação específica (Application Specific System Processor, ASSP), sendo um para o algoritmo MD5 e o outro para o algoritmo SHA-1, ambos implementados em um Field Programmable Gate Array (FPGA) Xilinx Virtex 6 xc6vlx240t-1ff1156. As métricas utilizadas para verificar a eficácia das implementações foram a vazão dos dados (throughput), a área de circuito ocupada, e o consumo de energia. Na qual cada uma foi analisada para várias implementações em instâncias paralelas dos algoritmos. Os resultados mostraram que o hardware proposto para o MD5 alcançou um throughput bem superior aos encontrados em artigos publicados e foi possível implementar 320 instâncias do algoritmo em um único FPGA. Para o algoritmo SHA-1 o throughput e a área ocupada pelos circuitos internos no chip também foram surpreendentes. Várias aplicações como, recuperação de senha (por meio do ataque de força bruta), validação de senha e verificação de integridade de grande volume de dados podem ser executadas de forma eficiente e rápida com um ASSP para o MD5 e para o SHA-1. A métrica do consumo de energia foi avaliada por meio de uma análise comparativa com outras três plataformas de hardware distintas, sendo um micro-processador (µP) de 8 bits, um µP de 32 bits e os hardwares de aplicação específica projetados para cada algoritmo. Os resultados de estimativa de consumo a partir do tempo de processamento (medidos em laboratório) mostram que a utilização dos hardwares dedicados apresentam ganhos significativos de economia de energia.