Kryptografická knihovna OpenCL

Bc. Martin Preisler

Master's thesis

OpenCL Cryptographic Library

Abstract:

Moderní GPU jsou vysoce paralelní zařízení dostupné za velmi nízkou cenu. Podpora celočíselných a logických instrukcí nám umožňuje je využít pro mnoho účelů nesouvisejících s vykreslováním. Kryptografické algoritmy jako AES nebo Blowfish jsou vhodné pro spuštění na systémovém GPU. Výpočet se tak přesune z CPU, které tím pádem může provádět ostatní činnosti nutné pro provoz serverového systému. Pro hromadné šifrováni a dešifrování může být celá operace dokonce rychlejší. Tato práce popisuje implementaci OpenCL knihovny běžně používaných šifer — AES-ECB, AES-CTR, AES-GCM a Blowfish-ECB. Integrace knihovny s existujícím softwarem jsou přiložené. Knihovna obsahuje abstrakce, které umožňují jednoduchou implementací dalších šifer v budoucnosti.

Abstract:

Modern GPUs are devices with very high parallelism for a very low cost. Integer and logic instruction support enable us to use them for many workloads unrelated to rendering. Cryptographic algorithms like AES or Blowfish can benefit from being executed on the system’s GPU. Such execution off-loads work from the main CPU, freeing it to do other tasks on a server system. For bulk encryption and decryption the whole operation can often be faster as well. This thesis describes implementation of an OpenCL library of commonly used ciphers — AES-ECB, AES-CTR, AES-GCM and Blowfish-ECB. Integrations of the library with existing software are included. The library provides abstractions that enable easy implementation of additional ciphers in the future.

Keywords

OpenCL, cryptography, AES, Blowfish, ECB, CTR, GCM, CUDA, GPU Compute, GPGPU

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 22. 6. 2015
• Supervisor: RNDr. Adam Rambousek, Ph.D.
• Reader: Ing. Milan Brož

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Computer Graphics