O documento apresenta um estudo sobre criptografia em hardware e software, incluindo conceitos de criptografia simétrica e assimétrica, algoritmos como Posicional, IDEA e RSA implementados em C, Java e VHDL, análise de desempenho destes algoritmos em diferentes configurações, e o protótipo de um sistema inteligente para segurança.

1. IMPLEMENTAÇÃO E TESTE EM
HARDWARE E SOFTWARE DE
SISTEMAS CRIPTOGRÁFICOS
Rodolfo Barros Chiaramonte
Orientador: Edward David Moreno
Apoio:
Fev. 2001 - Dez. 2003

2. Introdução
• Conceitos de Criptografia
• Algoritmos Estudados
• Análise de Desempenho
• Um Sistema Inteligente para Segurança

3. Conceitos de Criptografia
• Tipos de Algoritmos
– Simétrico: Uma única chave
– Assimétrico: Utiliza duas chaves (secreta e
privada)
• Sistemas Híbridos: Utilizam os dois tipos de
algoritmos

4. Algoritmos Estudados
→Algoritmo Posicional
• Algoritmo Simétrico
• Chaves com tamanho variável
• Versões:
– Primeira versão:
• Criptografia em bytes (8 bits)
• Vulnerável a vários ataques
– Otimizações:
• Blocos de 32 bits
• Inclusão de bits aleatórios

5. Algoritmos Estudados
→Algoritmo IDEA
• Algoritmo Simétrico
• Chaves de 128 bits
• Criptografia em blocos de 64 bits
• Possui 8 iterações e uma Transformação
final

6. Algoritmos Estudados
→Algoritmo RSA
• Algoritmo Assimétrico
• Chaves com tamanho variável:
– Para um bom nível de segurança 1024 bits
– Algumas aplicações usam 2048 bits
• Base de segurança:
– Dificuldade Computacional de se fatorar
números longos.

7. Análise de Desempenho
20
18
16
Tempo (segundos)
14
12
10
8
6
4
2
0
0,5 1,0 1,5
Tamanho do arquivo (Mbytes)
P osicio nal - Grau 6 P o sicio nal - Grau 10
P osicio nal 32 - Grau 6 P o sicio nal 32 - Grau 10
P osicio nal 32 - Bits aleató rio s fixo s - Grau 6 P o sicio nal 32 - B its aleató rios fixo s - Grau 10
P osicio nal 32 - Bits aleató rio s co m ro tação - Grau 6 P o sicio nal 32 - B its aleató rios co m ro tação - Grau 10
P osicio nal 32 - Bits aleató rio s distribuído s - Grau 6 P o sicio nal 32 - B its aleató rios distribuído s - Grau 10
IDEA RSA - 24 bits

8. Análise de Desempenho
3
2,5
Tempo (segundos)
2
1,5
1
0,5
0
0,5 1,0 1,5
Tamanho do arquivo (Mbytes)
P o sicio nal - Grau 6 P o sicio nal - Grau 10
P o sicio nal 32 - Grau 6 P o sicio nal 32 - Grau 10
P o sicio nal 32 - Bits aleatório s fixo s - Grau 6 P o sicio nal 32 - Bits aleatório s fixo s - Grau 10
P o sicio nal 32 - Bits aleatório s co m rotação - Grau 6 P o sicio nal 32 - Bits aleatório s co m rotação - Grau 10
P o sicio nal 32 - Bits aleatório s distribuído s - Grau 6 P o sicio nal 32 - Bits aleatório s distribuído s - Grau 10
IDEA

9. Um Sistema Inteligente para
Segurança
EMISSOR RECEPTOR
GERENTE CONTROLE
CONEXÃO
R R D
CLIENTE E CONEXÃO
E C E E
(INSEGURA) M SEGURA
C R C C
I
E I E R
S
P P P I
S
T T T P
O
O O O T
R
R R O

10. Publicações
• ORDONEZ, Edward David Moreno; CHIARAMONTE, Rodolfo Barros;
PEREIRA, Fabio Dacêncio. Algoritmos de Criptografia em Hardware
e Software: Conceitos, Exemplos e Desempenho usando Linguagem
C, VHDL e FPGAs. In: UFES, Faesa E. (Org.). III ERI Escola Regional de
Informática. Vitória, 2003.
• Rodolfo Barros Chiaramonte, Edward David Moreno. Criptografia Posicional
em Hardware (VHDL e FPGAs). Revista REIC-SBC (Revista Eletrônica de
Iniciação Científica, Sociedade Brasileira de Computação . Ano II, Vol. II,
No. IV, Dez. 2002, ISSN: 1519-8219.
• Rodolfo Barros Chiaramonte, Edward David Moreno. Criptografia Posicional:
Uma Solução para Segurança de Dados - Conceitos, Exemplos e desempenho..
Revista REIC-SBC (Revista Eletrônica de Iniciação Científica,.Ano I, Vol. I,
No. II, Nov. 2001, ISSN: 1519-8219.

11. Conclusão
• Proposta do algoritmo Posicional
• Estudo de algoritmos criptográficos
• Implementações em C, Java e VHDL, Verilog
• Análise de Desempenho
• Protótipo de um Sistema Inteligente para
Segurança