Hava-Hava ve Hava-Yer Taktik Data Link

Transkript

1 Hava-Hava ve Hava-Yer Taktik Data Link Özet Simülasyon Sistemi platforml r f Anahtar Kelimeler aes, data link, fpga, kriptografi, simülasyon yon Sistemi sürat, tehdit geometrisi yön, irtifa, manevra v.b.), sensör, Bununla birlikte hava-hava, hava-yer, yer-hava -optik mühimmatlar, radar Abstract Combat aircrafts must communicate with each other and with ground stations during flight within the scope of the project Data Link Based Distributed-Embedded Simulation System. During communication, because of the transferred data is militarily critical and secret, the necessity of ensuring the reliability of the communication, namely the necessity of encryption of the communication arises. Thus, a cryptosystem with high performance, high reliability and flexibility is implemented on FPGA and the results/benefits of the design are shared. Index Terms aes, data link, fpga, cryptography, simulation E I. gömülü simülasyon teknolojileri ile sanal olarak alabilmektedir. Gate giderilerek, söz konus [1] TEYDEB Muhammet Hamdi., Tel: , e-posta: muhammet.yavuz@gateelektronik.com.tr e-posta: osman.sarica@gateelektronik.com.tr e-posta: haluk.canberi@gateelektronik.com.tr. e-posta: alper.kilic@gateelektronik.com.tr. sistemleri modellenerek senaryoya dahil edilebilmektedir[1]. Gömülü Simülasyon Sistemi (DLS), Gate Elektronik, birden fazla larak birbirleriyle -hava ve hava-yer September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY 299

2 kriptografi. II. VE A. AES önce var olan DES (Data Encryption Standard) döngü ile [2]. Algoritma, NIST (National [3]., 128, 192 veya [4]. AES Alg (Sub (Shift Rows), Sütun (Add Round Key) 2 [5] - [6]-[7]. ve, üst seviye dillerle, [8]. C. Hizmeti (Data Distribution Service) DS) netimi ile Görev kritik sistemlerde veri beklenmektedir. DDS ara katman mimarisi, DLS projesinde; [9]. B. Sahada progr (Field programmable gate array) en i, belirtilmesiyle ve erçeklenebilmektedir. FPGA September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY

3 Hava Platformu 1 platformda, görev bilgisaya erini yürütecek bir kriptografi a ihtiyaç Hava Platformu 2 : Bilgisayar 1 : Bilgisayar 2 : Süreç (Proses) Data Link (RF) D. Data Link Sistemi Mimarisi Birinci bölümd Her bir hava isinde süreçler frequency) olabilmektedir[9]. 3 t mimarisi sunulmakta, söz konusu 3 t gösterilen i platformdan öteki platforma, bir platformdan yer istasyonuna veya yer istasyonundan bir platforma ktan sonra geri çözülmelidir. Güvenli veri ile güvensiz veri III. DONANIMI Hava-hava, have-yer ve yer- askeri kritik/gizli verilerin güv üzere bir kriptosistem gerekmektedir. Bu kriptosistemin; dona ; muharip hava, hava platformuna veya yer istasyonuna göndermek üzere iletmekle ve bunun tersi olarak Data Link anteninden gelen Bahsi geçen kriptografi 4 te platformu gönderilmek istenen veri öncelikle Ethernet arayüzünden (buffer) tutularak n veri uygun zamanlama için arabellekte biriktirilerek ikinci Ethernet istasyonuna iletilir. Tersi durumda ise; platforma Data Link da Ethernet arayüzü. Ethernet veri A uygun seviyeye getirilebilmektedir. Bu sebeple; göreceli k uçak üzerinde oldukça önemli bir konu olan güç tüketiminin de AES- S-kutusu (S-box) September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY 301

4 Görev Yönetim, Anahtar Besleme, mektedirler. bu devingen mektedir. Ethernet et Ethernet et, Diffie- [11]. Bu sayede; kanal üzerinden devingen olarak güvenli birer anahtar Bu durumda da anahtar zamanlama Çözme Denetim Birimi Ethernet MAC PHY Bellek Denetleyicisi Data Link Anten paralel olarak -kutusu, FPGA döngü kütü (block) için [10]. B. Anahtar Yönetimi Bu bilg yetkili verilir. Anahtarlar her bir unsurla FPGA Ethernet Görünümü Anahtar girdisinin, sistem yönetiminin ve zamanlama (Multi Function Displ IV. SONUÇ t frekansta gereksinimlerinin çok üzerinde bir bant gereken güç tüketimi yönünden olduk sahip olabilmektedir. maliyetli F gerçeklenebilmektedir. maliyetli bir FPGA (Cyclone III EP3C16F256C8N) oldukça Saniyede 1 Gb d September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY

5 TABLO I AES-256 GERÇEKLEMESININ FARKLI FPGALERI FPGA Frekans (MHz) Alan (%) (Mb/s) Cyclone III EP3C16F256C8N Spartan III XC3S < Virtex 6 XC6VLX550T < Cyclone III EP3C16F256C8N [13] Chodowiec, P., Gaj, K., Very Compact FPGA Implementation of the AES Algorithm, Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 2779, Springer-Verlag, [14] Rouvroy, G., Standaert, F. X., Quisquater, J. J., Legat, J. D., Compact efficient encryption/decryption module for FPGA implementation of the AES Rijndael very well suited for small embedded applications, Procedings of the International Conference on Information Technology: Coding and Computing 2004 (ITCC 04), 2, , 2004 XC6VLX550T-2 Gerçekleme TABLO II AES-256 GERÇEKLEMESININ FARKLI Good [12] Chodowiec [13] Rouvroy [14] FPGA XC2S15-6 XC2S30-6 XC3S50-4 XC3S Frekans (MHz) (Mb/s) Sonuç olarak DLS projes KAYNAKLAR [1] m/simülasyon Sistemi, Savunma Teknolojileri Kongresi, SAVTEK, [2] Forte, D., The future of the advanced encryption Standard, Network Security, 1999(6), 10-13, [3] National Institute of Standards and Technology, Advanced Encryption Standard, FIPS PUB, 197, USA, [4] Bruen, A. A., Forcinito, M. A., Cryptography, Information Theory, and Error-Correction : A Handbook fort he 21st Century, Wiley- Interscience, USA, [5], [6] Advanced Encryption Standard, Federal Information Processing Standards Publication 197, November, [7] S. M. Yoo, D. Kotturi, D. W. Pan, J. Blizzard, An AES crypto chip usinga high-speed parallel pipelined architecture, Microprocessors and Microsystems, 29(7), pp , [8] Chu, P.P., FPGA Prototyping by Verilog Examples, Wiley & Sons, New Jersey, [9] stemler [10] - Gerçaklenmesi, Yüksek Lisans Tezi, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Ankara, [11] Diffie, W., Hellman, M. E., New directions in cryptography, IEEE Transactions on Information Theory, 22(6), , [12] Good, T., Benaissa, M., AESon FPGA from the Fastest to the Smallest, Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES 2005), 3659, , September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY 303