Pembangunan sistem penyulitan ingatan tertingkat kad pintar untuk penyulitan pantas dengan kadar penghantaran tinggi

Abstract

Sistem penyulitan ingatan tertingkat kad pintar (EMCS) ialah mekanisme kriptografi yang menyulitkan kod i nformasi (teks-biasa) termasuk pengurusan kekunci daripada Unit Pemprosesan Pusat kepada bentuk yang tidak dapat dibaca (teks-sifer). Sistem ini memainkan pe ranan pe nting da lam m elindungi maklumat r ahsia yang d isimpan d i dalam ingatan kad pintar terutama dalam aplikasi-aplikasi seperti transaksi wang dan kad p engenalan w arganegara. K ajian ini me mbentangkan s istem p enyulitan in gatan yang mampu untuk proses penyulitan pantas dengan penggunaan sumber perkakasan yang r endah da n k adar penghantaran yang t inggi. E MCS t ersebut t erdiri da ripada modul pengurusan kekunci, modul penyulitan AES-CTR dan pengarau alamat ingatan yang di bangunkan di da lam U nit P emprosesan P engurusan Ingatan ( MMPU) ka d pintar. Input teks-biasa daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU) disulitkan oleh AES CTR de ngan m enggunakan ke kunci r awak yang di jana ol eh uni t R NG. T eks-sifer kemudiannya ditempatkan di dalam ingatan kad pintar dengan menggunakan alamat ingatan yang telah diaraukan. Sistem ini adalah diinspirasikan sebagai salah satu cara alternatif unt uk m engatasi pe ngehadan s aiz i ngatan ka d pi ntar yang s ememangnya terhad berbanding dengan sistem penyulitan ingatan cakera keras komputer. Standard penyulitan yang digunakan dalam kajian ini adalah berdasarkan kepada Rijndael 128- bit s istem p enyulitan te rmaju ( AES-128) d engan m od pe mbilang ( CTR). S istem penyulitan ingatan tertingkat ini diintegrasikan di dalam kad pintar dan diprototaipkan di da lam pe ranti X ilinx Z ynq X C7020-1-CLG484 de ngan m enggunakan pe risian Xilinx ISE ve rsi 14.7. K eputusan yang di perolehi m enunjukkan ba hawa pr oses lengkap s istem E MCS hanya me ngambil s atu kitar ja m C PU i aitu 41 ns de ngan kepingan c arian jadual ( LUT) 12,620, kepingan catatan 3,148, f rekuensi maksimum 70.98MHz, ke lengahan l aluan be rgabungan m aksimum i alah 0.471ns da n kadar penghantaran s ebanyak 9,085 M bit pe r s aat. T eknik-teknik pe nyulitan i ngatan standard yang lain memerlukan beberapa kitaran jam untuk satu proses yang lengkap. Sistem penyulitan ingatan yang dicadangkan di dalam penyelidikan ini bukan sahaja sesuai unt uk a plikasi-aplikasi h ari in i te tapi ju ga ma mpu me menuhi tu ntutan yang ditetapkan untuk visi Eurosmart 2023.