Energieffektiv kryptering

Diarienummer: SM12-0005
Start- och slutdatum: 130101-141231
Beviljat belopp: 1 375 300 kr
Förvaltande organisation: KTH - Royal Institute of Technology
Forskningsområde: Informations-, kommunikations- och systemteknik

Summary

Det primära målet med detta projekt är att utveckla nya innovativa tekniker för genomförandet av energieffektiv hårdvara till kryptografiska algoritmer för mobila telekommunikationssystem. Arbetet kommer att utföras i två delar: 1) I den första delen av projektet kommer vi att göra en fallstudie i vilken vi jämför Advanced Encryption Standard algoritm med nyare krypteringsalgoritmer såsom Grain, Trivium och KATAN. Resultatet kommer förhoppningsvis att bana väg för mer energieffektiva krypteringsalgoritmer i framtida trådlösa kommunikation standarder. 2) I den andra delen av projektet kommer vi att utveckla en uppsättning tekniker för att genomföra symmetriska krypteringsalgoritmer med minimal 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. Det sekundära målet med detta projekt är mobilitet per se. Elena Dubrovas kunskaper inom konstruktionsmetoder för låg effekt kommer att stärka kompetensen hos Ericssons team. I gengäld kommer hon att kunna få erfarenhet av att arbeta i ett FoU-företag i världsklass. Förväntade resultat är: bättre samarbete mellan KTH och Ericsson inom ett område viktigt för svenskt näringsliv, kunskapsöverföring mellan KTH och Ericsson, utveckling av tvärsektoriell kompetens, vetenskapliga publikationer, patent, idéer för nya forskningsområden

Populärvetenskaplig beskrivning

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