面向物联网环境图像处理系统中数据加密的软硬件协同设计框架
密码学与安全
2021-11-30 v1 硬件体系结构
摘要
在异构物联网时代，数据保护是一项严峻约束。本文使用Xilinx System Generator (XSG) 提出了一种针对物联网边缘设备的AES-128位加解密的软硬件协同仿真。AES-128位算法的VHDL实现采用ECB和CTR模式，基于循环展开和FSM的架构。研究发现，AES-CTR和FSM架构的性能优于循环展开架构，且功耗和面积更小。为在Zedboard和Kintex-Ultra scale KCU105评估平台上执行软硬件协同仿真，使用了Xilinx Vivado 2016.2和MATLAB 2015b。已成功对灰度图像进行硬件仿真。为给出所提框架使用的实际示例，我们将其应用于生物医学图像（CT扫描图像）作为案例研究。还从直方图、相关性、信息熵分析以及使用穷举搜索和密钥敏感性测试的密钥空间分析方面进行了安全分析，以成功加解密图像。
引用
@article{arxiv.2111.14370,
title = {Hardware Software Co-design framework for Data Encryption in Image Processing Systems for the Internet of Things Environmen},
author = {Kusum Lata and Surbhi Chhabra and Sandeep Saini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.14370},
year = {2021}
}
备注
The manuscript is accepted in IEEE Consumer Electronics Magazine . 6 pages in double column format. A total of 4 figures