Thiết kế phần cứng hệ thống mật mã có hiệu năng cao cho ứng dụng truyền video

Tóm tắt

Bài báo này trình bày về thiết kế phần cứng hệ thống mật mã có hiệu năng cao dành cho ứng dụng truyền video. Hệ thống chúng tôi đề nghị là hệ thống kết hợp hai thuật toán mã hóa đối xứng và mã hóa công khai nhằm tận dụng các ưu điểm của chúng. Thuật toán mã hóa đối xứng ZUC được sử dụng để mã hóa/giải mã video, trong khi đó thuật toán mã hóa công khai RSA thực hiện mã hóa/giải mã khóa bí mật. Kiến trúc này đạt được hiệu năng cao như: độ bảo mật cao và tốc độ xử lí (mã hóa/giải mã) cao. Hệ thống đạt được độ bảo mật cao nhờ sự trao đổi khóa bí mật dễ dàng của hệ mật mã công khai. Nhờ tốc độ mã hóa/giải mã cao của thuật toán mã hóa khóa đối xứng mà tốc độ mã hóa/giải mã của hệ thống đạt được là rất cao. Bộ giải mã video H.264 cũng được tích hợp vào hệ thống để kiểm thử chức năng của hệ thống mật mã. Hệ thống này được thực hiện phần cứng bằng ngôn ngữ đặc tả phần cứng Verilog-HDL, sau đó được mô phỏng bằng bộ mô phỏng ModelSim, và được kiểm tra, đánh giá trên bộ Kit của Altera dùng FPGA Stratix IV. Tốc độ giải mã mà hệ thống đạt được lên đến 4.0 Gbps tại tần số hoạt động là 125 MHz, thỏa mãn các ứng dụng truyền video