Enegry-Efficient Cryptography
- Reference number
- SM12-0005
- Start and end dates
- 130101-141231
- Amount granted
- 1 375 300 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The primary goal of this project is to develop new innovative techniques for energy-efficient hardware implementation of cryptographic algorithms for mobile telecommunication systems. The work will be performed in two parts: 1) In the first part of the project, we will make a case study comparing Advanced Encryption Standard (AES) algorithm with newer encryption algorithms, such as Grain, Trivium and KATAN. The results are hoped to help adopting more energy-efficient cryptographic algorithms in future wireless communication standards. 2) In the second part of the project, we will develop a set of techniques for implementing symmetric cryptographic algorithms with the minimum power consumption. Specifically, our efforts will be focused on circuit transformations that, combined with the existing low-power design methods, optimize the power consumption of a circuit for a given set of design constraints such as performance and area. The secondary goal of this project is mobility by itself. Elena Dubrova's expertise in low-power design will strengthen the competence of the hosting Ericsson's team. In return, she will be able to get experience in working in a world-class R&D company. Expected results are: strengthened collaboration between KTH and Ericsson in within an area important for Swedish industry, knowledge transfer between KTH and Ericsson, development of cross-sector skills and competence, scientific publications, patents, ideas for new research areas.
Popular science description
Målet med detta projekt är att sänka energiförbrukningen i mobila telekommunikationssystem. Vikten av att spara energi i vårt samhälle och näringsliv är svårt att överskatta. I slutet av 2011 var en miljard människor i världen anslutna till mobilt bredband. Det trådlösa internet nätverket kommer att fortsätta växa och ansluta fler människor och enheter. Industrin förutser att över 50 miljarder enheter kommer att vara anslutna till Internet i 2020. Nyare generationer av produkter och applikationer (t.ex 4G telefoni) kommer att öka beräkningskapaciteten, datahastigheten och överföringsbandbredden. Detta kommer att vässa kraven på ultra-låg strömförbrukning i mobila enheter. Längre batteritid är bara en av orsakerna för att sänka energiförbrukningen. Ett annat, ännu viktigare skäl till att minska den totala energiförbrukningen för mobila telekommunikationssystem är att sänka deras miljöpåverkan. Idag är det årliga genomsnittliga koldioxidutsläppet per 3G abonnent ca 30 kg. Med miljarder enheter anslutna i ett nätverk är det viktigt att garantera säkerheten för deras interaktioner. De trådlösa nätverken måste skyddas mot avlyssning, falsk routing, meddelande manipulering, obehörig användning och många andra säkerhetshot. Detta görs med hjälp av olika krypteringsmetoder. Den data som överförs mellan radioaccessnät och användarutrustning skyddas med hjälp av ett säkerhetsramverk för användarautentisering, paketkryptering och åtkomstkontroll för att säkerställa datas konfidentialitet, integritet och tillgänglighet. Detta projekt fokuserar på att förbättra energieffektiviteten av kryptografiska system som används i mobila telekommunikationssystem. Vi kommer att göra en fallstudie i vilken vi jämför Advanced Encryption Standard med nyare krypteringsalgoritmer. Resultatet kommer förhoppningsvis att bana väg för mer energieffektiva krypteringsalgoritmer i framtida trådlösa kommunikation standarder. Vi kommer också att utveckla tekniker för att genomföra krypteringsalgoritmer med minsta möjliga totala strömförbrukning. Specifikt kommer vi att undersöka krets transformationer som tillsammans med befintliga lågeffekt konstruktionsmetoder optimera effektförbrukningen hos en krets för givna konstruktionskrav som hastighetsprestanda och användningsområde. Resultaten av projektet kommer att bidra till att sänka den totala energiförbrukningen av mobila telekommunikationssystem, vilket kommer att hjälpa deras hållbara tillväxt och minska deras miljöpåverkan