چکیده فارسی :

تکنولوژی سهم بزرگی در تغییر روش زندگی ما و انجام تجارت داشته است. برای مثال می توان به استفاده از کامیپوتر در همه جا اعم از مغازه میوه فروشی تا واحدهای تجاری بزرگ اشاره نمود. در دنیای فعلی که به سرعت در حال رشد است به موارد بسیاری ضروری برای محاسبات سریع نیاز داریم. در اینجا به معرفی واحد پردازش گرافیکی برای محاسبات سریع از طریق معماری موازی آن می پردازیم. همگام با کاربرد متداول کامپیوتر، امنیت اطلاعات نیز به یکی از مسائلی بدل شده که باید حلّ شود. بسیاری از مسائل امنیتی همچون مولفان نرم افزارهای مخرب، نشت اطلاعات و استفاده مخاطره آمیز و غیرمجاز نیز باید مورد توجه قرار بگیرد. برای کنترل این روند، رمزنویسی امنیتی ضرورت دارد. بسیاری از برنامه ها شروع به استفاده از استاندارد پیشرفته برنامه نویسی (AES) نموده اند. البته چون AES بر روی قطعات بزرگ به لحاظ محاسباتی فشرده بوده و عمدتاً از وضعیت بایت موازی برخوردار می باشد. حالت های ویژه AES به آسانی موازی سازی شده و به عنوان داوطلب هایی ایده آل برای موازی سازی در GPUs بکار گرفته می شوند. در این مقاله به مطالعه فنآوری های محاسبه موازی GPU و طراحی بهینه آن برای رمزنویسی می پردازیم. اجرای آن با استفاده از پلتفرم CUDA صورت گرفته است که یک پلتفرم محاسباتی موازی و مدل برنامه ریزی ایجاد شده توسط NVIDIA و اجرا شده توسط واحدهای پردازش گرافیکی (GPUs) هایی است که ایجاد نموده است. این تست ثابت می کند که روش ما می تواند موجب شتاب گرفتن چشمگیر سرعت رمزنویسی AES شود.

کلیدواژه ها: استاندارد پیشرفته رمزنویسی (AES)، رابط برنامه ریزی کاربردی (API)، معماری محاسبه ابزار یکپارچه (CUDA، استاندارد رمزنویسی داده ها (DES))، واحد پردازش های گرافیکی (GPU)، و عدد بلوکهای تشکیل دهنده وضعیت (Nb)، سیستم عامل (OS)، جعبه جایگزین (SBox).

چکیده انگلیسی :

Technology has done a great deal for changing the way we live and do business today. We can see the use of computers from the vegetable shop to large scale businesses. In this fast moving world we need something essential for fast computation. So here comes the Graphics Processing unit for fastest computation through means of its parallel architecture. Along with the popular use of computer, information security has also become one of the problems which need to be solved. Many security issues like the malware authors, information leakage, endangerment and unauthorized exploitation need to be taken into account. To control this, crypto-security is necessary. More Applications started to use Advanced Encryption Standard (AES). However, Since AES on large blocks is computationally intensive and largely byte-parallel. Certain modes of AES are more easily parallelizable and these are ideal candidates for parallelization on GPUs. In this paper, we study the technologies of GPU parallel computing and its optimized design for cryptography. Implementation is done using the CUDA platform. CUDA is a parallel computing platform and programming model created by NVIDIA and implemented by the graphics processing units (GPUs) that they produce. The test proves that our approach can accelerate the speed of AES encryption significantly.
Index Terms : Advanced Encryption Standard (AES), Application Programming Interface (API), Compute Unified Device Architecture (CUDA, Data Encryption Standard (DES), Graphics Processing Unit (GPU), and Number of blocks comprising the state (Nb), Operating System (OS), Substitution Box (SBox).