Search

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Tato bakálářská práce se zabývá tzv. lehkou kryptografií určenou pro méně výkonný hardware. V první části práce jsou vysvětleny základní pojmy a princip kryptografie, rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním s popisem nejrozšířenějších zástupců obou těchto odvětví kryptografie. V práci jsou dále popsány a parametrově porovnány nově vyvinuté algoritmy se zaměřením na lehkou kryptografii. Pozornost je konkrétně věnována proudovým a blokovým šifrám a hashovacím funkcím. Následně se práce zabývá popisem hardwaru s omezeným výpočetním výkonem. Jedná se o zařízení omezené z hlediska napájení a velikosti samotných čipů. Popis je zaměřen na smart karty, RFID čipy a mikrokontroléry. Praktická část je zaměřena na testování proudových šifer navržených pro softwarové implementace a na testování speciálních proudových šifer navržených pro lehkou kryptografii. Výsledky těchto testů poskytují ucelený pohled na výkonnostní rozdíly jednotlivých šifer určených pro rozdílné implementace., This bachelor's thesis deals with so called lightweight crptography which is specified for low-efficiency hardware. The first part of my thesis explains basic terms and principles of cryptography, difference between symmetrical and asymmetrical encryption including description of the most widespread examples of both of these cryptography's branches. The thesis continues with the description and parametric comparison of newly developed algorithms focusing on lightweight cryptography. I specially pay attention to current and block ciphers and hash functions. Afterwards the thesis describes limited computing power hardware. This is about device which is limited from the point of view of power supply and size of chips. The description is focused on smart cards, RFD chips and microcontrollers. The practical part deals with testing of current ciphers which are designed for software implementations and with testing of current ciphers designed for lightweight cryptography. Results of the tests provide comprehensive view of differences of output of individual ciphers specified for different implementations.

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tématem diplomové práce jsou fyzicky neklonovatelné funkce (FNF). Byly zadány následující cíle práce: provedení rešerše týkající se zadané problematiky, provedení rozboru vlastnosti FNF, volba vhodného typu FNF pro implementaci a následnou realizaci autentizačního kryptosystému využívajícího FNF. Na základě rešerše byl navržen systém na základě FNF kruhových oscilátorů. Následně bylo provedeno několik experimentů s úspěšnosti autentizace dosahující 81%. Kryptosystém lze zároveň použít k identifikaci zařízení. Dále byly diskutovány dosažené výsledky a navržena možná vylepšení kryptosystému. Mimo vlastního kryptosystému je přínosem práce také provedené srovnání existujících typů fyzicky neklonovatelných funkcí., The theme of the thesis is Physical Unclonable Functions (PUF). The following objectives were assigned: to provide a literature research concerning PUFs, to perform a property analysis to select appropriate type of PUF for implementation and to realize an authentication cryptosystem based on the chosen PUF. Based on the research, the cryptosystem was designed based on ring oscillator PUF. The proposed cryptosystem is tested in several scenarios with the maximal rate of successful authentication of 81%. The cryptosystem also allows to be used for device identification. Furthermore, the results were discussed and suitable improvements of design was proposed. Besides the cryptosystem itself, the thesis also introduced a unique comparison of existing types of PUFs.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Tématem diplomové práce jsou fyzicky neklonovatelné funkce (FNF). Byly zadány následující cíle práce: provedení rešerše týkající se zadané problematiky, provedení rozboru vlastnosti FNF, volba vhodného typu FNF pro implementaci a následnou realizaci autentizačního kryptosystému využívajícího FNF. Na základě rešerše byl navržen systém na základě FNF kruhových oscilátorů. Následně bylo provedeno několik experimentů s úspěšnosti autentizace dosahující 81%. Kryptosystém lze zároveň použít k identifikaci zařízení. Dále byly diskutovány dosažené výsledky a navržena možná vylepšení kryptosystému. Mimo vlastního kryptosystému je přínosem práce také provedené srovnání existujících typů fyzicky neklonovatelných funkcí., The theme of the thesis is Physical Unclonable Functions (PUF). The following objectives were assigned: to provide a literature research concerning PUFs, to perform a property analysis to select appropriate type of PUF for implementation and to realize an authentication cryptosystem based on the chosen PUF. Based on the research, the cryptosystem was designed based on ring oscillator PUF. The proposed cryptosystem is tested in several scenarios with the maximal rate of successful authentication of 81%. The cryptosystem also allows to be used for device identification. Furthermore, the results were discussed and suitable improvements of design was proposed. Besides the cryptosystem itself, the thesis also introduced a unique comparison of existing types of PUFs.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Tématem diplomové práce jsou fyzicky neklonovatelné funkce (FNF). Byly zadány následující cíle práce: provedení rešerše týkající se zadané problematiky, provedení rozboru vlastnosti FNF, volba vhodného typu FNF pro implementaci a následnou realizaci autentizačního kryptosystému využívajícího FNF. Na základě rešerše byl navržen systém na základě FNF kruhových oscilátorů. Následně bylo provedeno několik experimentů s úspěšnosti autentizace dosahující 81%. Kryptosystém lze zároveň použít k identifikaci zařízení. Dále byly diskutovány dosažené výsledky a navržena možná vylepšení kryptosystému. Mimo vlastního kryptosystému je přínosem práce také provedené srovnání existujících typů fyzicky neklonovatelných funkcí., The theme of the thesis is Physical Unclonable Functions (PUF). The following objectives were assigned: to provide a literature research concerning PUFs, to perform a property analysis to select appropriate type of PUF for implementation and to realize an authentication cryptosystem based on the chosen PUF. Based on the research, the cryptosystem was designed based on ring oscillator PUF. The proposed cryptosystem is tested in several scenarios with the maximal rate of successful authentication of 81%. The cryptosystem also allows to be used for device identification. Furthermore, the results were discussed and suitable improvements of design was proposed. Besides the cryptosystem itself, the thesis also introduced a unique comparison of existing types of PUFs.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Tato bakálářská práce se zabývá tzv. lehkou kryptografií určenou pro méně výkonný hardware. V první části práce jsou vysvětleny základní pojmy a princip kryptografie, rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním s popisem nejrozšířenějších zástupců obou těchto odvětví kryptografie. V práci jsou dále popsány a parametrově porovnány nově vyvinuté algoritmy se zaměřením na lehkou kryptografii. Pozornost je konkrétně věnována proudovým a blokovým šifrám a hashovacím funkcím. Následně se práce zabývá popisem hardwaru s omezeným výpočetním výkonem. Jedná se o zařízení omezené z hlediska napájení a velikosti samotných čipů. Popis je zaměřen na smart karty, RFID čipy a mikrokontroléry. Praktická část je zaměřena na testování proudových šifer navržených pro softwarové implementace a na testování speciálních proudových šifer navržených pro lehkou kryptografii. Výsledky těchto testů poskytují ucelený pohled na výkonnostní rozdíly jednotlivých šifer určených pro rozdílné implementace., This bachelor's thesis deals with so called lightweight crptography which is specified for low-efficiency hardware. The first part of my thesis explains basic terms and principles of cryptography, difference between symmetrical and asymmetrical encryption including description of the most widespread examples of both of these cryptography's branches. The thesis continues with the description and parametric comparison of newly developed algorithms focusing on lightweight cryptography. I specially pay attention to current and block ciphers and hash functions. Afterwards the thesis describes limited computing power hardware. This is about device which is limited from the point of view of power supply and size of chips. The description is focused on smart cards, RFD chips and microcontrollers. The practical part deals with testing of current ciphers which are designed for software implementations and with testing of current ciphers designed for lightweight cryptography. Results of the tests provide comprehensive view of differences of output of individual ciphers specified for different implementations.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Tato bakálářská práce se zabývá tzv. lehkou kryptografií určenou pro méně výkonný hardware. V první části práce jsou vysvětleny základní pojmy a princip kryptografie, rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním s popisem nejrozšířenějších zástupců obou těchto odvětví kryptografie. V práci jsou dále popsány a parametrově porovnány nově vyvinuté algoritmy se zaměřením na lehkou kryptografii. Pozornost je konkrétně věnována proudovým a blokovým šifrám a hashovacím funkcím. Následně se práce zabývá popisem hardwaru s omezeným výpočetním výkonem. Jedná se o zařízení omezené z hlediska napájení a velikosti samotných čipů. Popis je zaměřen na smart karty, RFID čipy a mikrokontroléry. Praktická část je zaměřena na testování proudových šifer navržených pro softwarové implementace a na testování speciálních proudových šifer navržených pro lehkou kryptografii. Výsledky těchto testů poskytují ucelený pohled na výkonnostní rozdíly jednotlivých šifer určených pro rozdílné implementace., This bachelor's thesis deals with so called lightweight crptography which is specified for low-efficiency hardware. The first part of my thesis explains basic terms and principles of cryptography, difference between symmetrical and asymmetrical encryption including description of the most widespread examples of both of these cryptography's branches. The thesis continues with the description and parametric comparison of newly developed algorithms focusing on lightweight cryptography. I specially pay attention to current and block ciphers and hash functions. Afterwards the thesis describes limited computing power hardware. This is about device which is limited from the point of view of power supply and size of chips. The description is focused on smart cards, RFD chips and microcontrollers. The practical part deals with testing of current ciphers which are designed for software implementations and with testing of current ciphers designed for lightweight cryptography. Results of the tests provide comprehensive view of differences of output of individual ciphers specified for different implementations.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Tato bakálářská práce se zabývá tzv. lehkou kryptografií určenou pro méně výkonný hardware. V první části práce jsou vysvětleny základní pojmy a princip kryptografie, rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním s popisem nejrozšířenějších zástupců obou těchto odvětví kryptografie. V práci jsou dále popsány a parametrově porovnány nově vyvinuté algoritmy se zaměřením na lehkou kryptografii. Pozornost je konkrétně věnována proudovým a blokovým šifrám a hashovacím funkcím. Následně se práce zabývá popisem hardwaru s omezeným výpočetním výkonem. Jedná se o zařízení omezené z hlediska napájení a velikosti samotných čipů. Popis je zaměřen na smart karty, RFID čipy a mikrokontroléry. Praktická část je zaměřena na testování proudových šifer navržených pro softwarové implementace a na testování speciálních proudových šifer navržených pro lehkou kryptografii. Výsledky těchto testů poskytují ucelený pohled na výkonnostní rozdíly jednotlivých šifer určených pro rozdílné implementace., This bachelor's thesis deals with so called lightweight crptography which is specified for low-efficiency hardware. The first part of my thesis explains basic terms and principles of cryptography, difference between symmetrical and asymmetrical encryption including description of the most widespread examples of both of these cryptography's branches. The thesis continues with the description and parametric comparison of newly developed algorithms focusing on lightweight cryptography. I specially pay attention to current and block ciphers and hash functions. Afterwards the thesis describes limited computing power hardware. This is about device which is limited from the point of view of power supply and size of chips. The description is focused on smart cards, RFD chips and microcontrollers. The practical part deals with testing of current ciphers which are designed for software implementations and with testing of current ciphers designed for lightweight cryptography. Results of the tests provide comprehensive view of differences of output of individual ciphers specified for different implementations.

Tématem diplomové práce jsou fyzicky neklonovatelné funkce (FNF). Byly zadány následující cíle práce: provedení rešerše týkající se zadané problematiky, provedení rozboru vlastnosti FNF, volba vhodného typu FNF pro implementaci a následnou realizaci autentizačního kryptosystému využívajícího FNF. Na základě rešerše byl navržen systém na základě FNF kruhových oscilátorů. Následně bylo provedeno několik experimentů s úspěšnosti autentizace dosahující 81%. Kryptosystém lze zároveň použít k identifikaci zařízení. Dále byly diskutovány dosažené výsledky a navržena možná vylepšení kryptosystému. Mimo vlastního kryptosystému je přínosem práce také provedené srovnání existujících typů fyzicky neklonovatelných funkcí., The theme of the thesis is Physical Unclonable Functions (PUF). The following objectives were assigned: to provide a literature research concerning PUFs, to perform a property analysis to select appropriate type of PUF for implementation and to realize an authentication cryptosystem based on the chosen PUF. Based on the research, the cryptosystem was designed based on ring oscillator PUF. The proposed cryptosystem is tested in several scenarios with the maximal rate of successful authentication of 81%. The cryptosystem also allows to be used for device identification. Furthermore, the results were discussed and suitable improvements of design was proposed. Besides the cryptosystem itself, the thesis also introduced a unique comparison of existing types of PUFs.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Tématem diplomové práce jsou fyzicky neklonovatelné funkce (FNF). Byly zadány následující cíle práce: provedení rešerše týkající se zadané problematiky, provedení rozboru vlastnosti FNF, volba vhodného typu FNF pro implementaci a následnou realizaci autentizačního kryptosystému využívajícího FNF. Na základě rešerše byl navržen systém na základě FNF kruhových oscilátorů. Následně bylo provedeno několik experimentů s úspěšnosti autentizace dosahující 81%. Kryptosystém lze zároveň použít k identifikaci zařízení. Dále byly diskutovány dosažené výsledky a navržena možná vylepšení kryptosystému. Mimo vlastního kryptosystému je přínosem práce také provedené srovnání existujících typů fyzicky neklonovatelných funkcí., The theme of the thesis is Physical Unclonable Functions (PUF). The following objectives were assigned: to provide a literature research concerning PUFs, to perform a property analysis to select appropriate type of PUF for implementation and to realize an authentication cryptosystem based on the chosen PUF. Based on the research, the cryptosystem was designed based on ring oscillator PUF. The proposed cryptosystem is tested in several scenarios with the maximal rate of successful authentication of 81%. The cryptosystem also allows to be used for device identification. Furthermore, the results were discussed and suitable improvements of design was proposed. Besides the cryptosystem itself, the thesis also introduced a unique comparison of existing types of PUFs.

Disertační práce se zabývá kryptografickými protokoly zajišťující zabezpečenou autentizaci komunikujících stran, jenž jsou určeny primárně pro implementaci na nízkonákladových zařízeních využívaných v Internetu věcí. Nízkonákladová zařízení představují výpočetně, paměťově a napěťově omezená zařízení. Práce se zaměřuje především na možnosti využití matematicky nenáročných kryptografických prostředků pro zajištění integrity, bezpečné autentizace a důvěrnosti přenášených dat na nízkonákladových zařízeních. Hlavní cíle práce se zaměřují na návrh nových pokročilých kryptografických protokolů zajišťující integritu přenášených dat, autentizaci, zabezpečený přenos dat mezi dvěma nízkonákladovými zařízeními a autentizaci s nepopiratelností uskutečněných událostí. Práce popisuje návrhy tří autentizačních protokolů, jednoho jednosměrného autentizačního protokolu a dvou obousměrných autentizačních protokolů. Práce také popisuje návrhy dvou protokolů pro zabezpečený přenos dat mezi dvěma zařízeními, jednoho bez potvrzení příjmu dat a jednoho s potvrzením příjmu dat. V práci je dále provedena bezpečnostní analýza a diskuze k navrženým protokolům., The dissertation thesis deals with cryptographic protocols for secure authentication of communicating parties, which are intended primarily for low-cost devices used in Internet of Things. Low-cost devices represent computationally, memory and power constrained devices. The thesis focuses mainly on the possibilities of using mathematically undemanding cryptographic resorces for ensuring integrity of transmitted dat, authenticity of and secured transmission of data on low-cost devices. The main goals of the thesis focus on the design of new advanced cryptographic protocols for ensuring integrity of transmitted data, authenticity, confidentiality of transmitted data between low-cost devices and authenticity with non-repudiation of done events. The thesis describes proposal of three authentication protocols, one unilateral authentication protocol and two mutual authentication protocols. The thesis also describes proposals of two protocols for secured transmission of data between two devices, one protocol without a proof of receipt data and one protocol with proof of receipt data. In this thesis is also performed a security analysis and a discussion to proposed protocols.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Tato bakalářská práce se věnuje tématu lehké kryptografie a implementaci vybrané šifry na programovatelné hradlové pole (FPGA). Práce se prvně zabývá teorií, kde jsou popsány hardwarové prvky, obecná kryptografie a lehká kryptografie se zaměřením na šifry LBlock a PRESENT. Následně popisuje výběr typu šifry a poté výběr konkrétní šifry lehké kryptografie. Dále je vybrána šifra LBlock, implementována a otestována v podobě vlastního „Intelectual Property“ (IP) bloku pomocí hardwarového deskriptivního jazyka pro velmi rychlé integrované obvody (VHDL). Tento blok je využit v blokovém designu, pomocí kterého je realizován šifrátor na vývojové desce ZYBO-Z7. Práce se vstupními a výstupní daty je realizována na procesním systému čipu Zynq-7000, který data předává programovací logice. V závěru je tato komunikace a implementace popsána, kdy jsou pro šifru LBlock použity operační módy – šifrové zpětné vazby a výstupní zpětné vazby. Pro tyto operační módy jsou provedena měření ke zjištění rychlostí šifrování dat uložených na microSD kartě a popsány úskalí vyplývající při tomto šifrování., This bachelor thesis deals with the topic of lightweight cryptography and the implementation of a selected cipher on a field programmable gate array (FPGA). Thesis first deals with the theory, where hardware elements, general cryptography and lightweight cryptography are described with focus on the LBlock and PRESENT ciphers. It then describes the selection of a cipher type and then the selection of a particular lightweight cryptography cipher. Next the LBlock cipher is selected, implemented, and tested as a custom intellectual property (IP) block using a hardware descriptive language for very fast integrated circuits (VHDL). This block is used in the block design to implement the encryptor on the ZYBO-Z7 development board. The input and output data handling is implemented on the Zynq-7000 processing system chip, which passes the data to the programmable logic. Finally this communication and implementation is described where the operational modes used for the LBlock cipher are cipher feedback mode and output feedback mode. For these operational modes, measurements are made to determine the encryption speed of the data stored on the microSD card and the pitfalls resulting from this encryption are described.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Bakalářská práce se věnuje tématu odlehčené kryptografie, konkrétně dvou blokovým šifrám PRESENT a LBLOCK a hešovací funkci PHOTON. V práci jsou představeny principy, na kterých kryptografická primitiva pracují, typy zařízení vhodné pro implementaci, časté útoky a jejich úspěšnost, dále jsou implementována na mikrokontroler odděleně i jako součást kryptografického protokolu. Implementace byla měřena z hlediska času a počtu bytů, které zabírá v jednotlivých pamětích. Výsledky jsou použity pro porovnání šifer mezi sebou i s hashovací funkcí a pro výběr dvou verzí protokolu k testování. Jednotlivé verze jsou zhodnoceny i porovnány., This bachelor thesis focuses on lightweight cryptography. The main focus is on block ciphers PRESENT and LBLOCK and hash function PHOTON. The theoretical basis of cryptographic primitives are presented with devices which are commonly used for them, cryptanalysis attacks and their success rate. The primitives are implemented on microcontroller separately and in cryptographic protocol. There was measured time and usage of memories of the implementations. The results were used for comparison of ciphers, hash function and selection of two versions of the protocol for testing. Each version was tested and compared to the other.

Tato bakalářská práce se věnuje popisu a implementaci šifry AES-128 jazykem VHDL. Rozebírá základy šifrování, architekturu FPGA a VHDL. Srovnává čipy FPGA a ASIC. Dále popisuje princip šifrování a dešifrování šifry AES-128 a rozebírá její jednotlivé bloky v procesu a periferie použité pro interakci s uživatelem. Praktická část pak popisuje vlastní tvorbu návrhu a ověřuje jeho funkčnost. Cílem práce je popsat šifru AES-128 a ověřit funkčnost návrhu pomocí simulace, dále zprovoznit jednotlivé periferie a zajistit jejich funkčnost a návaznost., This bachelor’s thesis focuses on the description and implementation of the AES-128 cipher using the VHDL language. It discusses the fundamentals of encryption, FPGA architecture, and VHDL. It compares FPGA and ASIC chips. Furthermore, it describes the principles of encryption and decryption of the AES-128 cipher and analyzes its individual blocks in the process and the peripherals used for user interaction. The practical part describes the actual design creation and verifies its functionality. The aim of the thesis is to describe the AES-128 cipher and verify the functionality of the design through simulation, as well as to activate and ensure the functionality and coherence of the individual peripherals

Tato bakálářská práce se zabývá tzv. lehkou kryptografií určenou pro méně výkonný hardware. V první části práce jsou vysvětleny základní pojmy a princip kryptografie, rozdíl mezi symetrickým a asymetrickým šifrováním s popisem nejrozšířenějších zástupců obou těchto odvětví kryptografie. V práci jsou dále popsány a parametrově porovnány nově vyvinuté algoritmy se zaměřením na lehkou kryptografii. Pozornost je konkrétně věnována proudovým a blokovým šifrám a hashovacím funkcím. Následně se práce zabývá popisem hardwaru s omezeným výpočetním výkonem. Jedná se o zařízení omezené z hlediska napájení a velikosti samotných čipů. Popis je zaměřen na smart karty, RFID čipy a mikrokontroléry. Praktická část je zaměřena na testování proudových šifer navržených pro softwarové implementace a na testování speciálních proudových šifer navržených pro lehkou kryptografii. Výsledky těchto testů poskytují ucelený pohled na výkonnostní rozdíly jednotlivých šifer určených pro rozdílné implementace., This bachelor's thesis deals with so called lightweight crptography which is specified for low-efficiency hardware. The first part of my thesis explains basic terms and principles of cryptography, difference between symmetrical and asymmetrical encryption including description of the most widespread examples of both of these cryptography's branches. The thesis continues with the description and parametric comparison of newly developed algorithms focusing on lightweight cryptography. I specially pay attention to current and block ciphers and hash functions. Afterwards the thesis describes limited computing power hardware. This is about device which is limited from the point of view of power supply and size of chips. The description is focused on smart cards, RFD chips and microcontrollers. The practical part deals with testing of current ciphers which are designed for software implementations and with testing of current ciphers designed for lightweight cryptography. Results of the tests provide comprehensive view of differences of output of individual ciphers specified for different implementations.