Σε αυτήν την διπλωματική εργασία, υλοποιήθηκε ο κρυπτογραφικός αλγόριθμος Keccak σε σύστημα FPGA. Σχεδιάστηκαν τρεις αρχιτεκτονικές υλοποίησης, η κάθε μία με σκοπό την υλοποίηση ενός στόχου. Η πρώτη είχε σκοπό την απλή υλοποίηση του αλγορίθμου, η δεύτερη την αύξηση της ρυθμαπόδοσης και η τρίτη την μείωση του υλικού που χρησιμοποιείται. Στο τέλος, υπάρχει μια σύγκριση των σχεδιάσεων μεταξύ τους, αλλά και με κάποιες άλλες που έχουν δημοσιευτεί τα τελευταία χρόνια. / In this thesis, cryptographic algorithm Keccak was implemented for FPGA systems. There were three designs proposed, each one with a different goal to accomplish. The first one was a simple implementation, the second one aimed at increasing throughput and the third one aimed at reducing the amount of area used. At the end, there is a comparison between those designs and, also, some of those published in recent years.

In this thesis, we analyze the cryptographic sponge function family Keccak - the winner of the SHA-3 Cryptographic Hash Standard competition. Firstly, we explore how higher order differentials can be used to forge a tag in a parallelizable MAC function. We introduce new terms and theory studying what affine spaces remain affine after one round of Keccak's underlying permutation Keccak-f. This allows us to improve the forgery. Secondly, collisions in Keccak could be generated from pairs of values, that follow particular differential trails in Keccak-f. We tested finding pairs for a given differential trail in reduced-round Keccak-f using algebraic techniques with the mathematics software SAGE. We found a pair in a 4-round trail in Keccak-f[50] in under 5 minutes and a 3-round trail in Keccak-f[100] in 80 seconds on a regular PC. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)