Software implementation of cryptographic hash algorithms

Orientador: Julio César López HernándezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: Os algoritmos de resumo criptográfico são uma importante ferramenta usada em muitas aplicações para o processamento seguro e eficiente de informações. Na década de 2000, sérias vulnerabilidades encontradas em funções de resumo tradicionais, como o SHA-1 e o MD5, levou a comunidade a repensar o desenvolvimento da criptanálise destes algoritmos e projetar novas estratégias para a sua construção. Como resultado, o instituto NIST anunciou em novembro de 2007 um concurso público para o desenvolvimento de um novo padrão de funções de resumo, o SHA-3, contando com a participação de autores de todo o mundo. Esta dissertação foca nos aspectos da implementação em software de alguns algoritmos submetidos no concurso SHA-3, buscando compreender a forma como os autores desenvolveram a questão do custo computacional de seus projetos em diversas plataformas, além de entender os novos paradigmas de implementação introduzidos pela tecnologia presente nos processadores atuais. Como consequência, propusemos novas técnicas algorítmicas para a implementação em software de alguns algoritmos, como o Luffa e o Keccak, levando aos mesmos melhorias significativas de desempenhoAbstract: Hash algorithms are an important tool of cryptography used in many applications for secure and efficient information processing. During the 2000 decade, serious vulnerabilities found at some traditional hash functions like SHA-1 and MD5 prompted the cryptography community to review the advances in the cryptanalysis of these algorithms and their design strategies. As a result, on November, 2007, NIST announced a public competition to develop a new cryptographic hash function, the SHA-3, which involved competitors throughout the world. This work focuses on the software implementation aspects of some of the SHA-3 submitted algorithms, seeking to comprehend how the authors resolved the computational cost issues at distinct platforms and to understand the new paradigms introduced by the present processors technology. As a consequence, we proposed new algorithmic techniques for the software implementation of Luffa and Keccak hash algorithms, improving their performance significantlyMestradoTeoria da ComputaçãoMestre em Ciência da Computaçã