Parallelization of the Camellia Encryption Algorithm

• Autorzy: Burak D. , Błaszyński P.

Warianty tytułu

PL

Zrównoleglenie algorytmu szyfrowania Camellia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A parallelization process of the Camellia encryption algorithm along with the description of exploited parallelization tools is presented. The data dependency analysis of loops and the loop transformations were applied in order to parallelize the sequential algorithm. The OpenMP standard was chosen for representing parallelism of the cipher. Speed-up measurements for a parallel program are presented.

PL

W artykule przedstawiono proces zrównoleglenia japońskiego standardu szyfrowania danych - blokowego algorytmu szyfrowania Camellia, bazującego na sieci Feistela, pracującego w trybie pracy ECB. Krótko opisano wykorzystane do tego celu narzędzia programowe: program Petit, który służy do analizy istniejących zależności danych w pętlach programowych oraz OpenMP API. W celu zrównoleglenia algorytmu sekwencyjnego zastosowano analizę zależności danych oraz dokonano przekształceń pętli programowych w celu wyeliminowania istniejących zależności pętli blokujących proces ich zrównoleglenia. Do prezentacji równoległości szyfru wybrano język C oraz standard OpenMP. Załączono również wyniki pomiarów przyspieszenia pracy programu równoległego oraz najbardziej czasochłonnych pętli, które są odpowiedzialne za proces szyfrowania oraz deszyfrowania danych dla dwóch, czterech, ośmiu oraz szesnastu procesorów oraz dla dwóch, czterech, ośmiu oraz szesnastu wątków utworzonych z zastosowaniem kompilatora IntelŽ C++ w wersji.11.0 zawierającego OpenMP API w wersji 3.0. Najbardziej czasochłonne pętle zostały w pełni zrównoleglone, natomiast przyspieszenie pracy całego programu, zgodnie z prawem Amdahla jest zredukowane z uwagi na występowanie w kodzie programu części sekwencyjnej, zawierającej sekwencyjne operacje wejścia- wyjścia służące do odczytu danych z pliku, oraz zapisu danych do pliku. Wyniki zrównoleglenia opisane w artykule mogą być pomocne do implementacji sprzętowych algorytmu Camellia.

Słowa kluczowe

EN

Camellia encryption algorithm; parallelization; data dependency analysis; OpenMP

PL

algorytm szyfrowania Camellia; zrównoleglenie; analiza zależności danych; OpenMP

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 10
• Strony: 820--822
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wzory

Twórcy

autor

Burak D.

autor

Błaszyński P.

• Department of Computer Science and Information Technology, West Pomeranian University of Technology,

Bibliografia

• [1] Aoki K., Ichikawa T., Kanda M., Matsui M., Moriai S., Nakajima J., and Tokita, T.: Camellia: A 128-Bit Block Cipher Suitable for Multiple Platforms - Design and Analysis -, In Selected Areas in Cryptography, 7th Annual International Workshop, SAC 2000, August 2000, Proceedings, Lecture Notes in Computer Science 2012, pp. 39-56, Springer-Verlag, 2001.
• [2] The NESSIE project (New European Schemes for Signatures, Integrity and Encryption), http://www.cryptonessie.org.
• [3] IETF RFC 4051 Additional XML Security URIs, April 2005, http://www.ietf.org/rfc/rfc4051.txt.
• [4] IETF RFC 4132 Addition of Camellia Cipher Suites to Transport Layer Security (TLS), July 2005, http://www.ietf.org/rfc/rfc4132.txt.
• [5] IETF RFC 4312 The Camellia Cipher Algorithm and Its Use With IPsec, December 2005, http://www.ietf.org/rfc/rfc4312.txt.
• [6] http://info.isl.ntt.co.jp/crypt/eng/camellia/intro.html.
• [7] http://info.isl.ntt.co.jp/crypt/eng/camellia/source.html.
• [8] Kelly W., Maslov V., Pugh W., Rosser E., Shpeisman T., Wonnacott D.: New User Interface for Petit and Other Extensions. User Guide, 1996.
• [9] Moldovan D. I.: Parallel Processing. From Applications to Systems, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1993.
• [10] Allen R., Kennedy K.: Optimizing compilers for modern architectures: A Dependence-based Approach, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 2001.
• [11] Chandra R., Dagum L., Kohr D., Maydan D., McDonald J., Menon R.: Parallel Programming in OpenMP, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 2001.
• [12] Schneier B.: Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code in C, Second Edition, John Wiley & Sons, 1995.
• [13] Quinn M. J.: Parallel Programming in C with MPI and OpenMP, McGraw-Hill, 2004.
• [14] OpenMP Application Program Interface, Version 3.0, May 2008.
• [15] Amdahl G. M.: Validity of the Single-Processor Approach to Achieving Large Scale Computing Capabilities, In AFIPS Conference Proceedings, 1967.
• [16] Bielecki W.: Essentials of parallel and distributed computing, Informa, 2002.