nach oben

Erschienen in:

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Parallel Implementations of SIMON and SPECK, Revisited

verfasst von : Taehwan Park, Hwajeong Seo, Garam Lee, Md. Al-Amin Khandaker, Yasuyuki Nogami, Howon Kim

Erschienen in: Information Security Applications

Verlag: Springer International Publishing

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

In this paper, we revisited the parallel implementation of SIMON and SPECK block ciphers. The performances of SIMON and SPECK are significantly improved by using ARM NEON SIMD (Single Instruction Multiple Data) parallel computing and OpenMP SIMT (Single Instruction Multiple Thread). We optimized the implementation on ARM NEON architecture. For optimized NEON, we reduced the number of registers for round key and increased the number of registers for plaintexts. Furthermore, we proposed the efficient forward and backward alignment methods. Finally, we maximize the performance by using SIMT (Single Instruction Multiple Threads). In the case of performance of proposed methods and proposed methods with SIMT, SIMON 128/128 encryption within 32.4, 14.3 cycles/byte, SIMON 128/192 encryption within 30.1, 15.9 cycles/byte, SIMON 128/256 encryption within 32.4, 16.9 cycles/byte, SPECK 128/128 encryption within 9.7, 5.1 cycles/byte, SPECK 128/192 encryption within 10.4, 5.6 cycles/byte, SPECK 128/256 encryption within 11.0, and 5.6 cycles/byte respectively on ARM Cortex-A53 environment.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Vorheriges Kapitel Key Managements of Underwater Acoustic Communication Environments

Nächstes Kapitel Detecting Online Game Chargeback Fraud Based on Transaction Sequence Modeling Using Recurrent Neural Network

https://github.com/pth5804/SIMON_SPECK_ARM_NEON.

Beaulieu, R., et al.: The SIMON and SPECK families of lightweight block ciphers. IACR Cryptology ePrint Archive 2013/404 (2013)

Beaulieu, R., Shors, D., Smith, J., Treatman-Clark, S., Weeks, B., Wingers, L.: The Simon and Speck block ciphers on AVR 8-bit microcontrollers. In: Eisenbarth, T., Öztürk, E. (eds.) LightSec 2014. LNCS, vol. 8898, pp. 3–20. Springer, Cham (2015). https://doi.org/10.1007/978-3-319-16363-5_1CrossRefMATH

Beaulieu, R., et al.: SIMON and SPECK: block ciphers for the internet of things

Dofe, J., et al.: Fault-tolerant methods for a new lightweight cipher SIMON. In: 2015 16th International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED). IEEE (2015)

Shi, D., et al.: Improved linear (hull) cryptanalysis of round-reduced versions of SIMON. IACR Cryptology ePrint Archive, Report 2014/973 (2015). http://eprint.iacr.org/2014/973

Tupsamudre, H., Bisht, S., Mukhopadhyay, D.: Differential fault analysis on the families of SIMON and SPECK ciphers. In: 2014 Workshop on Fault Diagnosis and Tolerance in Cryptography (FDTC). IEEE (2014)

Bhasin, S., et al.: A look into SIMON from a side-channel perspective. In: 2014 IEEE International Symposium on Hardware-Oriented Security and Trust (HOST). IEEE (2014)

NEON Technology. http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0205ik/BABDJECB.html. Accessed 2015

Using NEON Support. http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0472j/chr1360928368901.html. Accessed 2015

10.

Bernstein, D.J., Schwabe, P.: NEON crypto. In: Prouff, E., Schaumont, P. (eds.) CHES 2012. LNCS, vol. 7428, pp. 320–339. Springer, Heidelberg (2012). https://doi.org/10.1007/978-3-642-33027-8_19CrossRef

11.

Park, T., Seo, H., Kim, H.: Parallel implementations of SIMON and SPECK. In: 2016 International Conference on Platform Technology and Service (PlatCon), p. 16. IEEE (2016)

12.

Holzer-Graf, S., Krinninger, T., Pernull, M., Schläffer, M., Schwabe, P., Seywald, D., Wieser, W.: Efficient vector implementations of AES-based designs: a case study and new implemenations for Grøstl. In: Dawson, E. (ed.) CT-RSA 2013. LNCS, vol. 7779, pp. 145–161. Springer, Heidelberg (2013). https://doi.org/10.1007/978-3-642-36095-4_10CrossRef

13.

Faz-Hernández, A., Longa, P., Sánchez, A.H.: Efficient and secure algorithms for GLV-based scalar multiplication and their implementation on GLV-GLS curves. In: Benaloh, J. (ed.) CT-RSA 2014. LNCS, vol. 8366, pp. 1–27. Springer, Cham (2014). https://doi.org/10.1007/978-3-319-04852-9_1CrossRef

14.

Bernstein, D.J., Chuengsatiansup, C., Lange, T., Schwabe, P.: Kummer strikes back: new DH speed records. In: Sarkar, P., Iwata, T. (eds.) ASIACRYPT 2014. LNCS, vol. 8873, pp. 317–337. Springer, Heidelberg (2014). https://doi.org/10.1007/978-3-662-45611-8_17CrossRef

15.

Seo, H., Liu, Z., Großschädl, J., Choi, J., Kim, H.: Montgomery modular multiplication on ARM-NEON revisited. In: Lee, J., Kim, J. (eds.) ICISC 2014. LNCS, vol. 8949, pp. 328–342. Springer, Cham (2015). https://doi.org/10.1007/978-3-319-15943-0_20CrossRef

16.

Seo, H., Liu, Z., Großschädl, J., Kim, H.: Efficient arithmetic on ARM-NEON and its application for high-speed RSA implementation. IACR Cryptology ePrint Archive, 2015:465 (2015)

17.

Seo, H., Liu, Z., Nogami, Y., Park, T., Choi, J., Zhou, L., Kim, H.: Faster ECC over \(\mathbb{F}_{2^{521}-1}\) (feat. NEON). In: Kwon, S., Yun, A. (eds.) ICISC 2015. LNCS, vol. 9558, pp. 169–181. Springer, Cham (2016). https://doi.org/10.1007/978-3-319-30840-1_11CrossRef

18.

Azarderakhsh, R., Liu, Z., Seo, H., Kim, H.: NEON PQCryto: fast and parallel ring-LWE encryption on ARM NEON architecture

19.

Seo, H., Liu, Z., Park, T., Kim, H., Lee, Y., Choi, J., Kim, H.: Parallel implementations of LEA. In: Lee, H.-S., Han, D.-G. (eds.) ICISC 2013. LNCS, vol. 8565, pp. 256–274. Springer, Cham (2014). https://doi.org/10.1007/978-3-319-12160-4_16CrossRef

20.

Seo, H., et al.: Parallel implementations of LEA, revisited. In: Choi, D., Guilley, S. (eds.) WISA 2016. LNCS, vol. 10144, pp. 318–330. Springer, Cham (2017). https://doi.org/10.1007/978-3-319-56549-1_27CrossRef

Titel: Parallel Implementations of SIMON and SPECK, Revisited
verfasst von: Taehwan Park
Hwajeong Seo
Garam Lee
Md. Al-Amin Khandaker
Yasuyuki Nogami
Howon Kim
Verlag: Springer International Publishing
Buch: Information Security Applications
Print ISBN: 978-3-319-93562-1

Electronic ISBN: 978-3-319-93563-8

Copyright-Jahr: 2018
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-93563-8_24

Springer Professional

Abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Springer Professional "Technik"

Springer Professional "Wirtschaft"

Premium Partner