Orientador: Julio César López HernándezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: Algoritmos de cifração autenticada são ferramentas usadas para proteger dados, de forma a garantir tanto sigilo quanto autenticidade e integridade. Implementações criptográficas não possuem apenas exatidão e eficiência como seus principais objetivos: sistemas computacionais podem vazar informação sobre seu com- portamento interno, de forma que uma má implementação pode comprometer a segu- rança de um bom algoritmo. Dessa forma, esta dissertação tem o objetivo de estudar as formas de implementar corretamente algoritmos criptográficos e os métodos para optimizá-los sem que percam suas características de segurança. Um aspecto impor- tante a ser levado em consideração quando implementando algoritmos é a arquitetura alvo. Nesta dissertação concentra-se na família de processadores ARM. ARM é uma das arquiteturas mais utilizadas no mundo, com mais de 100 bilhões de chips vendidos. Esta dissertação foca em estudar e implementar duas famílias de cifradores auten- ticados: NORX e Ascon, especificamente para processadores ARM Cortex-A de 32 e 64 bits. Descrevemos uma técnica de optimização orientada a pipeline para NORX que possui desempenho melhor que o atual estado da arte, e discutimos técnicas utilizadas em uma implementação vetorial do NORX. Também analisamos as características de uma implementação vetorial do Ascon, assim como uma implementação vetorial de múltiplas mensagensAbstract: Authenticated encryption algorithms are tools used to protect data, in a way that guar- antees both its secrecy, authenticity, and integrity. Cryptographic implementations do not have only correctness and efficiency as its main goals: computer systems can leak information about their internal behavior, and a bad implementation can compromise the security of a good algorithm. Therefore, this dissertation aims to study the forms of correctly and efficiently implementing crypto- graphic algorithms and the methods of optimizing them without losing security char- acteristics. One important aspect to take into account during implementation and opti- mization is the target architecture. In this dissertation, the focus is on the ARM family of processors. ARM is one of the most widespread architectures in the world, with more than 100 billion chips deployed. This dissertation focus on studying and implementing two different families of au- thenticated encryption algorithms: NORX and Ascon, targeting 32-bits and 64-bits ARM Cortex-A processors. We show a pipeline oriented technique to implement NORX that¿s faster than the current state-of-art; and we also discuss the techniques used on a vectorial implementation of NORX. We also describe and analyze the characteristics of a vectorial implementation of Ascon, as well as a multiple message vectorial imple- mentationMestradoCiência da ComputaçãoMestre em Ciência da Computaçã
