Modelo de Criptoprocesador de Curvas Elípticas en GF(2m) Basado en Hardware Reconfigurable

Abstract

En la presente tesis se ha llevado a cabo una investigación en el ámbito de la criptografía centrada en los criptosistemas basados en curvas elípticas. En concreto, se ha desarrollado un modelo de criptoprocesador de curvas elípticas en GF(2m) con el objetivo de abordar los requisitos, cada vez más en boga, de utilizar la menor cantidad de recursos posible y a la vez minimizar los tiempos de respuesta obtenidos. De forma más específica, uno de los objetivos se dirige a desarrollar un multiplicador capaz de trabajar de forma eficiente en cualquier campo GF(2m) independientemente de cuál sea el tamaño de palabra seleccionado para operar. Para llevar a cabo este objetivo se ha realizado un análisis de los antecedentes y de los trabajos relacionados con el ámbito de la problemática predefinida. Este análisis nos ha permitido centrar el problema y a partir de éste plantear una solución novedosa con respecto al resto de enfoques existentes en este campo de investigación. Se ha implementado un microprocesador de 8 bits de propósito general en hardware reconfigurable minimizando su repertorio de instrucciones. A partir de él se han obtenido los resultados que nos proporcionan su programación en el lenguaje ensamblador descrito y se propone como propuesta de mejora la inclusión de un elemento multiplicador que disminuya los tiempos de respuesta. Para ello se introducen los multiplicadores existentes en la actualidad; tanto de tipo paralelo como serie. Posteriormente, como propuesta de mejora real, se ha desarrollado un multiplicador hardware específico capaz de trabajar en GF(2m) y con reducción intercalada que puede ser utilizado en cualquier sistema sea cual sea su campo de trabajo e independientemente del tamaño de palabra que utilice. Este multiplicador se ha implementado con diferentes tamaños de palabra y en los campos finitos de característica 2 recomendados por el N.I.S.T. Como paso final para validar este multiplicador se ha implementado varios modelos de un criptoprocesador con un repertorio de instrucciones específico con diferentes tamaños de palabra y en diferentes campos y se han comparado con los existentes para comprobar la eficiencia de la propuesta.