
Algorithms and Architectures for Cryptography and Source Coding in Non-Volatile Flash Memories
In dieser Arbeit werden Algorithmen und Architekturen für Kryptographie und Quellcodierung entwickelt, die für viele ressourcenbeschränkte eingebettete Systeme wie nichtflüchtige Flash-Speicher geeignet sind. Es wird ein neues Konzept für die elliptische Kurvenkryptografie vorgestellt, das eine Arithmetik über Gaußsche Zahlen verwendet.
Gaußsche Zahlen sind eine Teilmenge der komplexen Zahlen mit ganzen Zahlen als Real- und Imaginärteil. Gewöhnliche modulare Arithmetik über Gaußschen Zahlen ist sehr rechenintensiv. Um die Komplexität zu verringern, wird eine neue Arithmetik auf der Grundlage der Montgomery-Reduktion vorgestellt.
Für die Punktmultiplikation mit elliptischen Kurven verbessert diese Arithmetik über Gaußschen Zahlen die Recheneffizienz, die Widerstandsfähigkeit gegen Seitenkanalangriffe und reduziert den Speicherbedarf. Darüber hinaus wird eine effiziente Variante des Lempel-Ziv-Welch (LZW)-Algorithmus zur universellen verlustfreien Datenkompression untersucht.
Anstelle eines LZW-Wörterbuchs verwendet dieser Algorithmus mehrere Wörterbücher, um den Kodierungsprozess zu beschleunigen. Es werden zwei Wörterbuchpartitionierungstechniken eingeführt, die die Kompressionsrate verbessern und die Speichergröße dieses LZW-Algorithmus mit parallelen Wörterbüchern verringern.