Implementación sobre fpga de un algoritmo de intercambio de llave simétrica basado en redes neuronales

Abstract

En la actualidad el diseño de circuitos electrónicos se está enfocando en nuevas ciencias de la ingeniería como las basadas en la inteligencia artificial, en particular, el campo dedicado a las redes neuronales artificiales, el cual ha dado una alternativa para el análisis y modelado de sistemas complejos. Este trabajo aborda la aplicación en criptografía simétrica de una topología de red neuronal conocida como máquina de paridad de árbol y su capacidad de sincronización mutua. Este proceso permite a dos dispositivos basados en redes neuronales alinear sus pesos sinápticos que pueden ser usados como un proceso para establecer una llave privada. En este trabajo, se revisan los principales antecedentes de neurocriptografía, y las características del proceso de sincronización mutua de las máquinas de paridad de árbol para el establecimiento de llave simétrica en aplicaciones criptográficas de peso ligero. Se hace un análisis de la influencia de los parámetros de red en el proceso de sincronización. Se discuten las características principales a considerar para implementaciones por transferencia bit a bit y por paquetes de bits. Finalmente, se describe mediante VHDL el diseño de un circuito digital que emula el sistema de establecimiento de llave entre dos máquinas de paridad de árbol. Se verifica el comportamiento la implementación funcional sobre una FPGA. A partir de los resultados, se derivan los parámetros de rendimiento tanto en tiempo como en recursos, con el fin de concluir acerca de las propiedades de una implementación práctica de los sistemas criptográficos basados en máquinas de árbol de paridad. 1