Trong phần này, luận văn đưa ra những so sánh các thông số thiết kế khác nhau cho các thành viên của họ Grain. Trong Bảng 2-3 chúng ta có thể thấy sự khác nhau về độ dài khóa, kích thước IV và padding sử dụng trong các thành viên của Grain.
Bảng 2-3: Độ dài khóa và IV của họ Grain
Hệ mật Chiều dài khóa Kích thước IV Padding với IV
Grain V0 80 64 FFFF
Grain V1 80 64 FFFF
Grain-128 128 96 FFFFFFFF
Grain-128a 128 96 FFFFFFFE
Chỉ có phiên bản cuối cùng của họ Grain – Grain-128a có padding được hoàn thiện bởi việc ngoại trừ bit bên phải của LFSR, thay bởi giá trị 0 để tránh cuộc tấn công đồng bộ hóa được đề xuất bởi Kucuk. Trong tất cả các phiên bản khác padding được thực hiện với tất cả các bit.
Bảng 2-4 mô tả những cập nhật của các hệ mật trong họ Grain với hai thanh ghi LFSR và NFSR
Bảng 2-4: Hàm cập nhật của họ Grain
Hệ mật Cập nhật của
LFSR Cập nhật của NFSR
(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01
32
Grain V0
𝑠𝑖+80
= 𝑠𝑖+62+ 𝑠𝑖+51 + 𝑠𝑖+38+ 𝑠𝑖+23 + 𝑠𝑖+13+ 𝑠𝑖
𝑏𝑖+80= 𝑠𝑖+ 𝑏𝑖+62+ 𝑏𝑖+60+ 𝑏𝑖+52+ 𝑏𝑖+45+ 𝑏𝑖+37 + 𝑏𝑖+33+ 𝑏𝑖+28+ 𝑏𝑖+21+ 𝑏𝑖+14+ 𝑏𝑖+9 + 𝑏𝑖 + 𝑏𝑖+63𝑏𝑖+60+ 𝑏𝑖+37𝑏𝑖+33
+ 𝑏𝑖+15𝑏𝑖+9+ 𝑏𝑖+60𝑏𝑖+52𝑏𝑖+45 + 𝑏𝑖+33𝑏𝑖+28𝑏𝑖+21
+ 𝑏𝑖+63𝑏𝑖+45𝑏𝑖+28𝑏𝑖+9 + 𝑏𝑖+60𝑏𝑖+52𝑏𝑖+37𝑏𝑖+33 + 𝑏𝑖+63𝑏𝑖+60𝑏𝑖+21𝑏𝑖+15 + 𝑏𝑖+63𝑏𝑖+60𝑏𝑖+52𝑏𝑖+45𝑏𝑖+37 + 𝑏𝑖+33𝑏𝑖+28𝑏𝑖+21𝑏𝑖+15𝑏𝑖+9 + 𝑏𝑖+52𝑏𝑖+45𝑏𝑖+37𝑏𝑖+33𝑏𝑖+28𝑏𝑖+21
Grain V1
𝑠𝑖+80
= 𝑠𝑖+62+ 𝑠𝑖+51 + 𝑠𝑖+38+ 𝑠𝑖+23 + 𝑠𝑖+13+ 𝑠𝑖
𝑏𝑖+80 = 𝑠𝑖+ 𝑏𝑖+ 𝑏𝑖+9+ 𝑏𝑖+14+ 𝑏𝑖+21+ 𝑏𝑖+28 + 𝑏𝑖+33+ 𝑏𝑖+37+ 𝑏𝑖+45+ 𝑏𝑖+52 + 𝑏𝑖+60+ 𝑏𝑖+62+ 𝑏𝑖+9𝑏𝑖+15 + 𝑏𝑖+33𝑏𝑖+37+ 𝑏𝑖+60𝑏𝑖+63
+ 𝑏𝑖+21𝑏𝑖+28𝑏𝑖+33+ 𝑏𝑖+45𝑏𝑖+52𝑏𝑖+60 + 𝑏𝑖+15𝑏𝑖+21𝑏𝑖+60𝑏𝑖+63
+ 𝑏𝑖+33𝑏𝑖+37𝑏𝑖+52𝑏𝑖+60 + 𝑏𝑖+9𝑏𝑖+28𝑏𝑖+45𝑏𝑖+63 + 𝑏𝑖+9𝑏𝑖+15𝑏𝑖+21𝑏𝑖+28𝑏𝑖+33 + 𝑏𝑖+37𝑏𝑖+45𝑏𝑖+52𝑏𝑖+60𝑏𝑖+63 + 𝑏𝑖+21𝑏𝑖+28𝑏𝑖+33𝑏𝑖+37𝑏𝑖+45𝑏𝑖+52
Grain-128
𝑠𝑖+128
= 𝑠𝑖+ 𝑠𝑖+7+ 𝑠𝑖+38 + 𝑠𝑖+70+ 𝑠𝑖+81 + 𝑠𝑖+96
𝑏𝑖+128= 𝑠𝑖+ 𝑏𝑖+ 𝑏𝑖+26+ 𝑏𝑖+56+ 𝑏𝑖+91+ 𝑏𝑖+96 + 𝑏𝑖+3𝑏𝑖+67+ 𝑏𝑖+11𝑏𝑖+13+ 𝑏𝑖+17𝑏𝑖+18 + 𝑏𝑖+27𝑏𝑖+59+ 𝑏𝑖+40𝑏𝑖+48
+ 𝑏𝑖+61𝑏𝑖+65+ 𝑏𝑖+68𝑏𝑖+84
Grain- 128a
𝑠𝑖+128
= 𝑠𝑖+ 𝑠𝑖+7+ 𝑠𝑖+38 + 𝑠𝑖+70+ 𝑠𝑖+81 + 𝑠𝑖+96
𝑏𝑖+128= 𝑠𝑖+ 𝑏𝑖 + 𝑏𝑖+26+ 𝑏𝑖+56+ 𝑏𝑖+91+ 𝑏𝑖+96 + 𝑏𝑖+3𝑏𝑖+67+ 𝑏𝑖+11𝑏𝑖+13
+ 𝑏𝑖+17𝑏𝑖+18+ 𝑏𝑖+27𝑏𝑖+59 + 𝑏𝑖+40𝑏𝑖+48+ 𝑏𝑖+61𝑏𝑖+65 + 𝑏𝑖+68𝑏𝑖+84
+ 𝑏𝑖+88𝑏𝑖+92𝑏𝑖+93𝑏𝑖+95 + 𝑏𝑖+22𝑏𝑖+24𝑏𝑖+25 + 𝑏𝑖+70𝑏𝑖+78𝑏𝑖+82
Bảng 2-5 so sánh số lượng cổng khác nhau của các thành viên trong họ Grain và phản ánh sự phức tạp về phần cứng của thiết kế.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01
33
Bảng 2-5: Số cổng của họ Grain khi thực hiện với phần cứng
Hệ mật Số cổng
cho LFSR
Số cổng cho NFSR
Số cổng cho hàm đầu ra
Tổng số cổng
Grain V0 640 640 NA 1435
Grain V1 640 640 NA 1450
Grain-128 1024 1024 35.5 2133
Grain-128a không xác thực 1024 1024 35.5 2145.5
Grain-128a có xác thực 1024 1024 35.5 2769.5
Vì thiết kế của Grain V0 và Grain V1 tương tự nhau nên tổng số cổng đếm cũng tương tự nhau. Grain 128a không xác thực chỉ đòi hỏi nhiều hơn 12.5 cổng so với Grain-128. Điều đó có nghĩa là Grain-128a có thể sử dụng hiệu quả mà không xác thực với sự phức tạp phần cứng tương đương Grain-128 mà đem lại độ an toàn cao hơn.
Grain-128a với tính xác thực đòi hỏi nhiều hơn khoảng 30% số cổng, nghĩa là nó không yêu cầu quá nhiều phần cứng bổ sung cho quá trình xác thực.
Trong Bảng 2-6 so sánh các thành viên của họ Grain trên cơ sở thời gian thiết lập khóa, thời gian thiết lập IV và tốc độ mã hóa. Các tốc độ mã hóa này được đo bằng các bộ xủ lý Pentium 4 2.80 Ghz cho hai loại dữ liệu, một cho các luồng dài và một cho các luồng dữ liệu ngắn dưới 40 bytes.
Bảng 2-6: Hiệu suất của họ Grain
Hệ mật Thời gian thiết lập khóa
Thời gian thiết lập IV
Tốc độ mã hóa
Luồng dài Luồng 40 bytes
Grain V0 29.27 73408.44 3729.79 5545.83
Grain V1 31.14 1498.23 57.31 102.95
Grain-128 38.89 1098.61 31.16 70.30
Có thể thấy Grain-128 có sự vượt trội về tốc độ tính toán, và hiệu quả phần cứng cao nhất trong họ Grain.
(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01(LUAN.van.THAC.si).mat.ma.dong.trong.mat.ma.nhe.va.trien.vong.trong.iot.luan.van.ths.may.tinh.60.48.01
34