Encryption for High-Speed Networks

Heutzutage steigt die Anzahl der Internet-Benutzer und die übertragene verschlüsselte Datenmenge im Internet stetig an. Dies gilt besonders für die Realisierung von Hochgeschwindigkeits-  und Hochleistungs-Netzwerken, die Geschwindigkeiten bis in den Terabit-Bereich ermöglichen sollen. Vor allem haben Anwendungen in der Wissenschaft gezeigt, dass bereits heute eine Nachfrage nach agilen Netzwerken, die jenseits von 100Gbps arbeiten, existiert. Außerdem ist es bereist absehbar, dass am Ende dieses Jahrzehnts ein dauerhafter Datendurchsatz im Terabit-Bereich benötigt wird.

Die momentan eingesetzten kryptographischen Verfahren verschlüsseln alle Daten generell mit dem gleichen Schlüssel. Bei jedem Wechsel des Schlüssels entsteht dabei eine Latenzzeit, die sich negativ auf die Performance auswirkt. IPSEC und ATM sind zwei weitverbreitete Protokolle, bei denen die Latenzzeit eine wichtige Rolle spielen kann, weil vor allem kleine Pakete übertragen werden.

Am 2.Oktober 2000 hat das „National Institute of Standards and Technology“ (NIST) bekannt gegeben, dass Rijandael als neuer Advanced Encrytion Standard (AES) ausgewählt worden ist. Rijandael ermöglicht, dass während einer laufenden Verschlüsselung, Unterschlüssel berechnet werden können. Dafür benötigt es aber eine einmalige Ausführung des „key schedule“, um alle Unterschlüssel vor der Entschlüsselung zu generieren. Dies stellt aber Anforderungen an die verfügbaren Ressourcen und wirkt sich nachteilig auf die Agilität von Rijandel aus.

Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von neuen AES Operationsmodi, die effizienter ein Hochgeschwindigkeits-Netzwerken eingesetzt werden können. Diese Modi sollen einen höheren Daten-Durchsatz erreichen und dabei weniger Arbeitsspeicher benötigen.