مروری بر پیاده‌سازی‌های سخت‌افزاری سبک‌وزن رمز AES

وسایل با منابع محدود حافظه، توان و انرژی، مانند حس‌گرهای بی­سیم شبکه و RFID-ها دارای نیازمندی­های امنیتی هستند که  پیاده­سازی الگوریتم­های رمزنگاری به‌صورت معمول روی این وسایل مناسب نبوده و منجر به مصرف زیاد منابع می‌شود. یک راه حل، طراحی الگوریتم­های جدید رمز سبک­وزن است که اغلب این الگوریتم­ها نسبت به الگوریتم­های استاندارد دارای سطح امنیتی پایین­تری هستند. راه حل دوم پیاده­سازی الگوریتم­های استاندارد مانند رمز قالبی AES به‌صورت سبک‌وزن است که در این نوع پیاده­سازی از روش‌هایی مانند به‌اشتراک‌گذاری منابع، پیاده­سازی S-box با مدارات ترکیبی، انتقال محاسبات روی میدان متناهی از یک پایه به پایه دیگر و محاسبات در پرواز استفاده می­شود. با توجه به اینکه تاکنون پیاده­سازی­های فشرده AES از لحاظ میزان مصرف ناحیه، انرژی، توان و توان عملیاتی به‌صورت جامع بررسی نشده­اند، در اینجا مهم­ترین پیاده­سازی­های سخت­افزاری سبک­وزن ارائه‌شده برای رمز AES بررسی و ارزیابی شده­اند. این معیارهای ارزیابی شامل مقدار گیت مصرفی، تعداد کلاک موردنیاز رمزنگاری/رمزگشایی، توان عملیات، مصرف توان، انرژی و ترکیب آن­ها است. بررسی­های ما نشان می­دهد با تلاش­های صورت‌گرفته از الگوریتم­های استاندارد مانند AES رمز در کاربردهای با منابع محدود ناحیه در حد 2000 الی 3000 گیت و انرژی محدود در حد چند پیکو ژول به راحتی می­توان استفاده کرد. برخی از این موفقیت­ها نتیجه پیشرفت فناوری مدارات CMOS و برخی نیز نتیجه ارائه معماری مناسب سخت­افزاری، خلاقیت در زمان­بندی یک عملیات رمزنگاری و استفاده بهینه از منابع است.