Performance analysis of cryptographical hash functions on arm cortex microprocessor

Abstract

Bu çalışmada STM32F407VG ARM mikroişlemcisinde çeşitli uzunluktaki mesajların SHA-1, SHA-2 ve SHA-3 güvenli hash algoritmaları kullanılarak performans analizi incelenmiştir. SHA-1' den bir adet, SHA-2' den altı adet, SHA3' den de altı adet olmak üzere toplamda on üç adet algoritma C dili ile kodlandıktan sonra ARM mikroişlemcisinde koşturularak bu algoritmaların performansları analiz edilmiştir. Algoritmaların bilgi mesajını ne kadar sürede işledikleri ve sabit uzunluktaki hash değerini ne kadar sürede oluşturabildiklerini gözlemlemek için ARM işlemcideki 32 bitlik zamanlayıcı kullanılmıştır. Hash değerinin elde edilmesindeki süreçler adım adım ele alınmış ve sözde kodlar detaylı olarak incelendikten sonra kodlama işlemine geçilmiştir. Sonraki aşamada ise kodlar ARM işlemcinin programlanmasında kullanılan Keil uVision IDE' sine aktarılmıştır. Daha sonra ise UART dönüştürücü vasıtasıyla bir terminal programı kullanarak seri haberleşme ile mikroişlemciden kişisel bilgisayara performans sonucu birimi milisaniye olacak şekilde gönderilmektedir. Yapılan çalışma sonucunda ele alınan tüm SHA algoritmalarının birbirlerine karşı durumları ve karmaşıklık değerleri elde edilmiştir.In this work, on a STM32F407VG ARM microprocessor performance analysis of an input message that has various length was analyzed using SHA-1, SHA-2 and SHA-3 secure hash algorithms. Thirteen algorithms, one from SHA-1, six from SHA-2, and six from SHA3, were encoded in C language, and the performance of these algorithms were analyzed by running them on the ARM microprocessor. The 32-bit timer in the ARM processor is used to observe how long the algorithms process an input message and how long they can generate a fixed length of hash value. The process to obtain the hash value is handled step by step, after that the pseudo-codes are examined in detail then the coding process is started. In the next step, the codes were imported to the Keil uVision IDE that is used for programming of the ARM processor. Then, using a UART converter USB with a terminal program, time value is sent via serial communication from the microprocessor to the personal computer as a unit of milisecond. As a result of the study, the performance and complexity of all SHA algorithms were obtained.