Rsa Algoritmasının Düşük Güç Tüketimli Fpga Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada Rivest, Shamir, Adleman (RSA) algoritması sahada programlanabilir kapı dizisi üzerinde gerçeklenmekte ve güç tasarruf yöntemlerinden yararlanılarak dinamik güç harcamaları azaltılmaktadır. RSA algoritması en yaygın kullanıma sahip açık anahtarlı şifreleme algoritmalarından biridir. RSA algoritmasını oluşturan matematiksel temel işlemleri iki ana başlıkta toplamak mümkündür: moduler çarpma işlemi ve moduler üs alma, exponent işlemi. RSA algoritmasında kullanılan aritmetik işlem ME mod N işlemidir. Bu işlemdeki N sayısı aralarında asal iki sayının çarpımından oluşan modulo değeri, M mesaj ya da düz metin dediğimiz bilgi, E ise açık anahtar olarak bilinen değerdir. İyi bir RSA gerçeklemesi oluşturmak istenirse; yapılması gereken en önemli şey, iyi bir modular çarpma devresi oluşturmaktır. Bu matematiksel açıklamalardan yola çıkararak anlamalıyız ki; bir RSA gerçeklemesinde en çok güç tüketen blok modular çarpma devresidir. Bu nedenle güç tüketimlerinin karşılaştırılması açısından modular çarpma devresine farklı teknikler uygulanmıştır. Daha sonra çok yaygın bir kullanıma sahip olan ardışıl ikili modular üs alma tekniği ile RSA algoritması gerçeklenmiştir. Bilgisayar benzetim programı ile yapıların test vektörü girişlerine karşılık doğru sonuçlar verdiği gösterilmiştir.In this study, dynamic power consumptions of Field Programmable Gate Array (FPGA) implementations of the Rivest, Shamir, Adleman (RSA) has been reduced by using low power design methods. RSA is one of the most popular public key cryptographic algorithms. The mathematics behind RSA algorithm, are summarized in two operations, modular multiplication and modular exponentiation. In the RSA cryptosystem, the arithmetic operation ME mod N is used, where N is a prime product of two relative prime numbers, M is the message and E is the public key. In order to create an efficient implementation of RSA, one has to design efficiently the multiplication of two modular numbers. So this mathematical background provides a good understanding that Modular Multiplication block dissipates the most of the power, dissipated in RSA. For comparison of power dissipations, different methods are used to implement Modular Multiplication block. Then RSA implemented by using Sequential Binary Modular Exponentiation which has widespread applications. Computer simulations have been used to show that the implementations of the algorithm generate correct outputs against test vectors.