Int ern at i onal  Journ al of  El e ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   11 ,  No.   1 ,  Febr uar y  2021 , pp.  50 8 ~ 517   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v11 i 1 . pp 508 - 517           508       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om   Hardw are bas ed cr ypt ograph y:  t echn ologi ca l  advan ce s  for  appli ca ti ons in Colomb ia  usin g e m bedd ed syst ems       Edw ar  Jaci n t o  G omez , Ca t eri nne Peril la  Gut ie rrez , Lina U ya s aba  Murill o   T ec hno log y   Fa c ult ,   Univer sid ad Dis tri ta l   Franc isco  Jos é  d e  Ca ldas ,   Colom bia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved  Ma r 7, 2 020   Re vised Jul  7,  2020   Accepte d Aug  5,   2020       To  have  totally   inde pend ent   s y s t ems   tha t  offe r   a   suffic ie n t  sec ur ity   sche m e   has  bec om e  a  ne ce ss ity   in  Colo m bia ,   thi s  becau se  of  the   proli fer at ion  of  IoT  t y p e  s y st ems   and  sim il ar;   In  gene ra l,   it   is  re quire d  to  m ake  stand - al o n e   s y stems   tot a lly   i ndepe nden t  an d  distri bute d   to  of fer   users  a  solu t ion  to  th is   nee d,   t his  work  offe rs  the   anal y s is  and  compari son  of  two  sec urity   sch emes   t y p e  digi t al   sig nat ure   and /or  h ard ware   sec ur ity   m odule   ( HSM )   and  it s   var iations,   m ad e  on  embedde d   pla tforms   t y p e   m ic roc ontroller   soft ware ,   which  show s  the   strat eg y   to  prov ide   informati on  prote c ti on,   In  ad dit ion,   it   is   ana l y z ed  how  e ac h  implement a ti on  was  execut ed,   in  whi ch  d evi c es  and  m et ric s  of  in te r est,   in   th e  first  appl i ca t ion  th e  cr y p togra ph y   s c hemes  were   m ade   using  a  dee p  progra m m i ng  tha t  desc r ib es  the   al gori th m s  in  C+ +   la nguag e  and  in  the   sec ond  imple m ent at ion  the   us e  of  the   dedi cate d  har dware   tha t  the  embed ded  pl at form   t ype  m ic roc on troller  h ad  is  d et a iled;  In   both   ca ses,  soluti ons  with  an  acce pt a ble   throughput   were   gene r at ed ,   al lo wing  to   obta in  compara ble   soluti ons  an d   the   sam e  sty l e  as  those  m ade   in  a  PC   or   sim il ar  har dwar e.   On  the  othe r  hand,   an  exha us ti ve  r evi ew  of  t his  t y p e  of   soluti ons  in  th e  count r y - reg ion  was  m ade ,   in  or der   to  hav e  a  ref ere nc e  as  to   the   poss ible  use   of  thi s  t y pe   of ap pli c at ions.   Ke yw or d s :   Digital  sig natu re   Em bed ded cry ptogra phy   HS M   Mi cro co ntr oller   Stand - al one   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Ca te rinn e  Peril la  G utiér rez,     Tech no l og y  Fa cult,    Un i ver si dad D i strit al  Fr ancisc o  J os e  de  Ca l da s,   Cl . 68d Bi s A  Su r  #4 9F - 70,   Bogotá,  D. C,  1119 21, C olo m bia .   Em a il :  j cper il la g@ c orre o.ud i strit al .ed u.co       1.   INTROD U CTION   The  way  to  e nc rypt  data  has   evo l ved  due  t o  the  gr eat   te c hnol og ic al   boom   and   the  var i ou s   ways   to  exch a nge  in for m at ion   that  w e  ha ve  to day,  us ua ll y  the  op erati on   of  the  infr a struct ur e  t hat  exists  to   e ns ure     the  authe ntici ty ,  integrity   an d  co nfi de ntial i ty   of   i nfo rm ati on   [ 1]  has  be e n  facil it at ed  due  to  the  de vel op m ent  of   a ppli cat ions  create d  by  so ft war e .  To da y,  with  the  grow t h  of  in de pende nt  de vi ce  featur e s  suc h  as   m ic ro co ntro ll e rs,   de velo pm e nt  car ds ,   FP G As  [2,  3]  or  a ny   dev ic e  with   Linux  em bedd ed,   c rypt ography  ta sk s   can  be  dece ntr al iz ed  an d  t herefo re  pro vid e  secur it y  to  a ny   re qu ire d  i nform at ion   with out  the  use   of   P C - ty pe   dev ic es ,  sm art   phones  or   sim il ar.  This  points  to   the  buil t - in  sec ur it y  us in g  lo w  cost  an d  l ow  powe r   consum ption   de vices,  w hich  are  pro gr am m ed  i n  dif fer e nt   la ng ua ges  a nd  pro gr am m ing   le vels  [ 4,   5],   wh ic h  al low  to  deci de   if  the  al gorithm   can  be  pe rfor m ed  in  s oft war e  or   ha rdwar e ,  w he n  cr yptogra ph y  re qu i re s   si m ple  bu t  m a ssive  tra ns f orm at ion s,  this  de ci sion   is  c onve nient  to  a naly ze  du e   to  the  i ncr easi n g  dem and   of   us in g  el ect r onic  m eans w he re  infor m at ion  is  exch a nged  [6].     Ov e r  ti m e,  hardw a re  s ecu rity   m od ules,   w hi ch  a re  c rypto grap hic  hard wa re  dev ic es   [ 7],   ha ve  bee n  dev el op e d.   Th ey   are  descr i be d  as  a  ha rdware   and   s of t war e   com po ne nt  th at   is  us ually   add ed  t o  a  PC  or  serve r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ha r dw ar e  bas ed  cry ptogr aphy :  te ch nolo gical adv an ce s fo r app li c ation s  in  . ..  ( E dwa r  Jac into  Gomez)   509   and  pro vid e s  the  le ast   am ou nt  of  cry ptogr aph ic   w ork  in vo l ving  e ncr y ption  an d  decry ption .   I n  Col om bia,     the  re gula ti on s   est ablishe d  by   the  s uperint end e nce   of  fin ance  [8 ]   f or  ha rdwar e - based  inf orm ation   s ecur it y   include  t he  re qu i rem ent  i m p os e d  in  num e ral  8.2.1. 29,  wh ic h  re qu ir e s  the  i m ple m entat ion   of   ha rdwar e   crypto gr a phic   dev ic es   with   s tro ng  enc rypti on  al gorithm s,  pro vid e d  that   there   is  s ome   exc ha ng e   of   data   betwee n  cl ie nts  and   se rv ic e   prov i der s  by  any  com pu te r  m ediu m   or   the  In te rn et .  Desp it e   the  fa ct   that     the  us e   of  el ect ronic  com m erce  in  the  c ountr y  has  not  reach ed  a  high  le vel   of   im ple m entat ion ,  with  La w   527,     Ar ti cl e  2( c ),   the  de finiti on  of   dig it al   sign at ures  is  on e  of  the  m os t  widely   us e d  ap plica ti on s  a t     the  crypto gr a phic   le vel   [9 ] ,  bi om e tric   data,  pass words  or   pri vate  crypto gr aph ic   keys  are  par t  of  the  def i niti on   of   el ect r on ic   si gn at ur es  fou nd  in  Decr ee  1074  of  20 15   [10],  as  long  as  th ese  keys  are  re li able,  and   t hro ug h  te chnolo gical   neu t rali ty   these  ad vances  ha ve  the   sam e  va li dity   as   an  a ut ogra ph  sig natu re.  As  a   re su lt ,   it   was  decide d  t o  im pro ve  cry ptogr aph ic   ap plica ti on s   in   or der   t o  opti m iz e  proc esses  a nd  stre ng t hen  da ta   se cur it y,  since  li tt le   is  kn ow n  ab out  th e  Colom bian  work  on  im ple m enting  ha r dware  keys  or   se cur it y  m od ules   base d  o n  t he  hight  a lgorit hm ,  wh ic h  at   a  low  c ost   and   wit h  lo w  ene rg y  c on s um ption   m ee t  the  requirem ents  f or  inf or m at ion  pr otect ion .   In  the  c ount r y,  the  e xisti ng  te c hnologic al   inf rastr uctu res  of  sec ur it y  are  reall y  incom plete ,    in  add it io n  th e  i m ple m entation   is  m a de  t hanks  to  s of t war e  a nd   hard war e  m os tl y  f or ei gn   a nd   with  few  sta nd a rds  f or   t he  in form at ion   bo t h  f or   t he  gove rn m ent  an d  f or   t he  ci ti zens;  ad diti on al   the  fe w  poli ci es  for    the  ef fecti ve  protect io n  of  da ta bases  m akes  the  natio nal  s ecur it y  to   be   a t  risk.  Co n si de rin g  the   a bove ,  it   is   evide nt  that  the  country  does   no t  ha ve  en ough   dev el op m ents  of   c om plete  crypto gr a ph i c  app li cat ion s  and   that   i m ple m entat io ns   are  base d  on   c om plex  cod e s  and   no t  ver y  ne w  te ch niques  that  m ake  it   un neces sary  for  com pan ie s  to  us e  them .  This  is  wh y  ha rdwar e - ba sed  c r yptogra ph y  wi ll   be  pr ese nte d  as  a  te ch no l og ic al   adv a nce  i n  the   interact io n  between  the  m ai n  m eans  of   c on necti on  an d  c om m un ic at ion   i n  Col om bian  s ociet y,  creati ng   a wa re ness  of   t he  use   of   t his  te ch nolog y  to  res olv e   the  le vel  of  s e cur it y,  aut hent ic ity  and   r el ia bili ty  su pp or t ac hiev ed  in  Col om bi a, which  r eac he s 74% at t he b us iness  level  [ 11 ] .   In  this  do c um ent  we   c om par e  two  m et ho ds  i m ple m ented  by  Col om bian  stu den ts  w here  integ rated   syst e m s  [12,   13]   su c h  as  MB ED   a nd  P SO C   are   us e d  due  t o  t heir  st ru ct ure,  w hic h  facil itate s  pro gr am m ing  i n  C+ +  cod e,  c ost   and   preci sio n;   In   ad diti on   to   the  fact  that  t hese  de vices  ha ve  sp eci fic  c ha racteri sti cs  in  te r m s   of   respo ns e  ti m e  and   de velo pm ent,  there  a re  relat ed  m eth od ologies  an d  the  im ple m e ntati on   of   e ncry ption,   on e m or e c ompou nd  t han  t he  o the r,  em ph asi zi ng  the  m os t feasible  w ay  to e ncr y pt a k ey  [14,   15]  and the   m os t  pr act ic al   proce dure  t o  do  it ,  ei ther  th r ough  a  Hi gh t  al gorithm   or   t hroug h  a  32 - bit  syst e m   [1 6]  with   a   has h  al gorithm ,  this  because   it   se eks  good  pe rform ance  and   acc ur acy   in  the  ge ner at io n  of  str ong  e ncr ypti on   cod e s .   The  de vices  ha ve  pro gr am m able  use r  i nter faces  that  ha ve   al lowe d  pro gr ess   in   the  e nc ryptio n  te ch ni qu e   by  reducin g  c od e  creati on   a nd  al gorithm   colle ction ,  as  t hese  de vices  ha ve  a da pted  ce rtai n  f eat ur es  that  si m pl ify  this  act ivit y.  T his  m anu script   sh ows  pr oj ect s  in  Colom bia  that  con se quen tl y  con tribu te   i n  an  aca dem ic  way  with im ple m en ta ti on s of this t ype, b a sed o n  the li tt le  p roject ion  that t his ty pe  of tec hn ology has i n  the c ountr y  and   t hat  as  a  r esult  looks  f or   the  way  to  be   able  to  inc orp or at e  te ch nolo gy  that  suppo r ts  these  nee ds   and   at     the sam e tim e are  new e r  te c hniq ues for  fu t ure  dev el op m ents.       2.   P RELIM IN A RY CON CEP TS   In   rece nt  ye ars   the  nee d  has  a risen  t o  create   sta nd - al one  a ppli cat ion s  us in g  de vices  a nd  m echan ism s   that  al low  the  execu ti on  of   al gorithm s  and   crypto gr a phic   app li cat io ns   with  acce pta ble  pe rfor m ance,  lo w  cost   and  po wer  co nsum ption ,  us in g  the   m ini m u m   po ssible  m e m or y,  the  proc edure  of  enc ry ption  does   not  chang e   as s ho wn in Fi gure  1, w hich  s eeks t o op ti m ize  the  process  a nd m ake it  m or e reli able.   The  pr oj ect s  of this ty pe  are limi te d  and  m akes d eepe n  the a pp li cat io ns  of ligh t crypt ogra phy ap plied   to  in form at ion   secu rity   pro ble m s,  in  the   fir st  instance  wa s  m ade  a  hard wa re   key  a ppli cat ion   that  use s  a s     a  basis  the  hight   al gorithm   wh ic h  is  on e  of  the  li gh t weig h  al gorithm s  with  bette r  perform ance,  al l  this  was  done  i n  a  m i cro c ontrolle r   in  sta nda rd   C ++  co de,   wh i ch  is  easi ly   portable  t o  a ny  de vice  of   si m il ar  char act e risti cs  an d  t hat  s uppo rts  this  pr ogra m m ing   la ngua ge  a nd   t hus  is  able  to  m ake  a  total ly   ind epe nd e nt  sta nd - al one  a ppli cat ion   that  ha s  the  abili ty   t o  pe rfo rm   cryptographic   f unc ti on s  a nd   t hen   i m ple m ent  an  HS M  that m eet s  the n eed s  of  em bed de d  a ppli cat ion s t od ay .   First  of   al l,  it   is  necessary  to   work   with  pri vate  key  crypt ogra ph y  al gori thm s,  su ch  as  the  Dif fie - Hellm an  al gorithm   [1 7 ],   w hic h  al lows  tw o  pa rtie s  who  know  each   ot he r  t o  jointl y  est abl ish  a  s har e d  se cret   key  on   a n  ins ecur e  c omm un ic at ion   cha nn e l.  Since  the  m odular  op e rati on s  require d  i n  key  exc ha nge  are     a  chall eng e  f or  m achines  with  low  m e m or y,  an  al gorith m   app ly ing   F erm at' s   theor e m   was  dev el oped  to   reduce  the  am ount  of  operati on s  re qu ire d  w hen   perf or m ing   operati ons  w it h  m od ula r  ari thm e ti c.  A  so luti on  was  al so   im pl e m ented  to  ge ner at e  ps e udo - rand om  nu m ber   seq uen ce s,  us in g  a  si m ple  li near   feedbac k  sh ift  reg ist er  (LFS R ),   to  point  to  a n  arr ay   of   cel ls,  w hich  are  giv en  a  no n - li ne ar  operati on  by   the  XO R  op erati on ,     to calc ulate  the  seed  w it h w hi ch  eac h of t he key s, b oth   pr i va te  an d p ubli c,  is ge ner at ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol. 11,  No.  1,   Febr uar y  2021 :    50 8   -   51 7   510       Fig ure   1 .   Crypt ogra ph ic   proce ss       The  sup port  platfo rm s  that  wer e  ta ke n  into  co ns i der at ion   f or   t he  pro j ect   i m ple m entat ion   a nd     the  i m ple m entat ion   of   the   hig ht   al gorit hm   had   to  fu ll y  co m ply  with  the  f ollow i ng   c har act erist ic s:  arch it ect ure,  pri ce,  pro gr am m ing   la ngua ge,   m e m or y,  de vice  sp ee d  a nd  ea se  of  ac qu isi ti on  as  the   Mi cr ochi p  PI C1 6F /P IC18 F/PIC2 4F J/P I C32   m ic ro co ntro ll ers  t h at   are   the  m os t  us ed  in  the  c ount ry  for  it s  easy   acce ss  [1 8 ] ;  the  m ult i process or   PRO PELLER  whos e  arch it ect ure  is  base d  on  ei ght  process ors  of   32   bits  eac h  an d  sh are   both  outpu t  a nd  res our ce  pin s   [1 9 ] ;  the  platfo rm   of   Texas  I ns tr um ents  that  has   a  fam ily  of   s tro ng   m ic ro co ntro ll e rs  with   res pe ct   to  ha nd li ng  an d  powe r   consum ption  (MSP 430)  a nd   al s o  has  unde r  it s  po s sessio n  t he   ARM  c or e   li cense;  Cy press  Sem ic on du ct or s   c om pan y  that  has   the  a bili ty   to  hav e   reconfi gura ble  analo g  a nd   digi ta l  blo cks  ide a l  fo r  w orkin g  w it h  m ixed  sig nals  an d  fi nally   Fr ee  Scal e  th at   has   the  pro gram m i ng   prot oco l  ty pe  S DA  w hich   al lows   it   to  be   detect ed  as   a   m ass  storag e  dev ic e.   This  la st  on e   was  t he  final  c ho ic e,   the   FR DM - KL25 2Z  dev ic e   that  due  to  t he  c os t/ m e m or y/ sp eed   r at io  is  ap pro pr ia te   f or  m ini m alist  app li cat ion s,  it   work s  with  C/ C+ +  la nguag e  w hi ch  al lows   m igrati ng   it s  co de  to  oth e r  platf or m s   in  an  easy   way a nd als o  the  prog ram m ing  of t his d e vice is  fr ee  and  op e n so urce [ 1 8 ].   The  di gital   sign at ur e  al lo w s  to  ve rify  th e  ver aci ty   an d  aut hen t ic it y  of   the  or i gi n  of  certai n  inf or m at ion   [ 1 6 ] ,  us es  a   com bin at io n  of  pu blic  key  al gorithm s,  al on g  wi th  asy m m et ric  al gorithm s,  to  ens ur e  the  ve racit y  of  the  keys,  c urre ntly   is  on e   of  the  m os t  us e d  in form at i on  enc ryptio n  process ,  al on g  with     the  m et ho ds   m e ntion e d  a bove ,  us es   the  be ne fits  of  crypt ogr aph ic   functi on s  Has h,   as   they   are  al gorit hm s   that  trans form   any   arb it rar y  bl oc k  of  data  into   a  new   series   of   cha racters   with  a  fixed  le ng th,  with  un i que   char act e risti cs  that  identify   th e  inf or m at ion   to  w hich  it   w as  m ade  the  dig e s t.   It  is  us ed  t o  ens ur e  data  integrity   and   a uth e ntici ty ,  wh il e  storing  an d  authe ntica ti ng   the  SHA - 256  al gorith m   [ 20 ],   w hich   is  co m bin ed  wit h    the RS A  asy m m et ric encr ypti on alg or it hm  to  si gn and  validat e the  data.       3.   IMPLEME N TATION   METHOD S   It d esc ribes  ste p by ste p h ow  each im ple m entat ion  w a s  done  on th e  d e vice s:     3.1.   Me thod   A:   H ardware   securi ty m od u le  ( HS M) o n  mi crocontr oller  based  on th e high t alg orit hm   Fo r   the  desig n  of   t he  sec ur it y  m od ule,  init ia lly  a  stud y  of   t he   blo c ks   th at   com po se  it   was  carried   out ,   since  the  hight   al gorithm   is  a  blo c k  ci ph e r  al gorithm   [2 1] ,  f or   this  re aso n,   it   is  necessa ry  that  both   pa rtie s  know  the  m ain   key  t o  achi eve  the  e ncr y ption   a nd  dec ry ptio n  proc es s.  Gi ven   t hat  an  H SM  ke y  has     the  obj ect ive  of   gu a ra nteei ng  the  sec ur it y  of   in f or m at ion ,  it   will   hav e  to  ens ure  the  knowle dge  of   pri vate  keys,  us in g  a ppli ed  m at he m a ti cal   pr ope rtie s  that  m ake  it   dif ficult   to   br eak  the   sec ur i ty   schem e  or   m ake     th e  ta sk s  nece ssary  to  vio la te   the  inf orm ation   c om pu ta ti on al ly   im po ssible,  the  us e  of  the  Dif fie - He llm an   al gorithm ,  m ee ts t he  re quirem ents to  so l ve  th e pro blem  o f  pri vate  key prot ect ion  in  the  p a rtie s involv ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ha r dw ar e  bas ed  cry ptogr aphy :  te ch nolo gical adv an ce s fo r app li c ation s  in  . ..  ( E dwa r  Jac into  Gomez)   511   Fo r   the  im plem entat ion   pha se  the  pro j ect   was  de vel oped   as  f ollo ws  F i gure  2:   c ho ic e   of  ha r dw a re   dev ic e,   im ple m entat ion   of   hight  enc rypti on  al gorithm ,  i m ple m entat i on  of  hight  decr y ption  al gorithm ,  creati on   of   hi gh t  al gorithm   te st  interface,  sta nd a rd   vecto r  te sti ng   with   hig ht   al gorith m ,   m easur e m e nt  of   m et rics  on  the   two  sel ect ed   hight  al gorith m   M BED  de vi ces,  im ple m e ntati on  of  al gorithm s  fo r   sec ur e   key   exch a nge  for  encr y ption / dec ryptio n,   c reati on  of  te st  inte rf ace  of  the  e xch a nge  al go rithm ,  te sti ng   of  key   exch a nge  al go rithm ,  in te gr at ion   of   e xc hang e  al go rithm   and   hi gh t  al gorit hm ,  creati on   of  HS M  e nd   int erf ace,   and m easur em ent of e nd  dev i ce m e tric s  [18] .           Figure  2 .   Flo w char t  for  im plem entat ion       Fo r  the  im ple m entat ion   of   the  al gorithm   i n  C+ +  cod e,  this  was  done  in  a  sta nd ar d  way,  so   it s   m igrati on   t o  ot her   de vices  did   no t  re qu i re  e xecu ti ng  bi g  c hanges   in  t he  pro gr am m ing ,   two  MB E D  de vices  wer e  us e d:  F RDM - K L2 5Z   an d  N UCL EO - F44 6RE  t akin g  int o  ac count  s pecific at ion s,  m at hem at ic a l   op e rati ons  a nd  the  c har act eri sti cs  of   t he  hardw a re  de vice  us e d,   t he  e ncry ption   a nd  dec ryptio n  proces s  we re   the  m a in  blo c ks .   Fi gure  3  s hows  the  ci pher  schem e  of   the  High  al go rithm .  Starti ng   with   the  plai n  te xt     (64  bits)  a nd  th e  key  ( 128  bits ),   th e  Key Sche du le  fun ct io n  is  in  ch ar ge  of  g ene rati ng  the  W hiteni ng  Ke y  use d  in  the  init ia l  a nd   final  tran sf or m at ion   [19].   Then   t he  init ia l  transfor m at i on   is  pe r form e d,   usi ng  the  fi rst  4  Wh it eni ng  Ke ys  gen e rated  previ ou sly   a nd   perform ing   X OR  operati on s   and  m od ular  add it io n  with  the  pla i n  te xt.  The  la st  ste p  of  the  e ncr y ption  p r ocess  i s  the  final  tra nsfo rm at ion ,  this  functi on  us e s   the  la te st  Wh it enin g  Key,  an d  the  8 - byte   te xt  ge ne rated  a nd   perf orm s  XO R  and   m o du la r  ad dicti on   op e rati ons  easi ly   i m ple m e nted   in  C  la nguag e ,   the  resu lt   of  this  proces s  is  a  64 - bit  ( 8  byt es)  te xt  cal le d  ci ph e r  te xt.  Wh il e  for  the  de crypti on   blo c k,  t he follo wing  was d on e :   a.   The Key  Sc he du le   proces s is  perform ed  exa ct ly  as in  the e ncr y ptio n p ro c ess.    b.   The  final  tra nsfo rm at ion   is  app li ed   first  a nd   finall y  the   init ia l  transfo rm ation ,  a fter   the  32  rou nds    the init ia l o ne  i s appli ed.    c.   In   t he  opposit e  directi on,  t he  XO R  operati on  is  kep t  the   sa m e,  al tho ug h  t he  m od ular   ad diti on   is  c ha nged   by m od ul ar  subtracti on, i n  C  la nguag e  it  is only  ch a ng i ng t he  +  sig n by  - .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol. 11,  No.  1,   Febr uar y  2021 :    50 8   -   51 7   512       Figure  3 .   Bl oc k diag ram s o f  t he  ci phe r       Fo r  t he  grap hi c  dev el op m ent,  an  inter face  betwee n  the  ha rdwar e  de vice  and   the  PC  thr ough  w hich     the  us e r  e nters   the  plain  te xt  and  the  sec ret  key,  the   pro gra m   create d  in  Matla b   se nd s   the  data  to  t he  MB ED   dev ic e  t o  ca rr y   out  the  enc ryp ti on   process   an d  this   retu r ns   t he  e ncr y pted  t ext  to  t he  i nter face.  T he   inter face  is   sh ow n  in   Fig ure  4.   T he  te sts  carri ed   out  c onsist ed  in  ta ki ng  4  vect or s ,  ea ch  on e  with  a   64 - bit  plain  te xt  an d    a  128 - bit  key ,   and  the  resu lt   of   e nc ryptin g  the  pro pose d  vecto rs  wit h  the  e ncr ypti on  i m ple m ented  in  this  pro j ect   th rou gh  the   inter face  create d  was   ev ident.   Als o  at   t he  ti m e  of   te s ti ng  the   Dif fie - Hellm an  al gori thm   it  was  decide d  to   ta ke  the  nu m ber   2  as   the  generator  num ber   because   the  cal culat ion   of   po wer s  with  this  base  i s   facil it at ed  in C ++ p rogr am m i ng, lim it ing  it  to  a  bit s hift to  the left a nd a st and a r d pr im e n um ber   [ 22 ] .           Figure  4 .   G raphical  inter face     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ha r dw ar e  bas ed  cry ptogr aphy :  te ch nolo gical adv an ce s fo r app li c ation s  in  . ..  ( E dwa r  Jac into  Gomez)   513   3.2.   Me thod   B :   A  digi ta l si gnat ur e in  an  embedde d  32 - bit s ys tem   The  sec uri ty   schem e  of   the   di gital   sign at ur e  is  show n  i n  F i gure   5,   w her e   to  gen e rate  it   a  plain  te xt  i s   receive d,   the n  the  Has h  al gor it h m   is  us ed  to  m ake  the  su m m ary  of   the  inf or m at ion ,  an d  then  RS A  is  use d  to   com plete   the  pr oces s  of   sig ni ng   the  in form a ti on ,  w he n  this  pr oce ss  is  com ple te d  the  si gn at ur e  is  decry pted  i n   the  sam e   way  us in g  the  RS A  public  key  [23],   a  com par iso n  of  the  store d  m essage  and   th e  su m m ary  of     the  dec rypte d  m es sage  is  m ade,  i f  the   ha sh   values   coi nc ide  the   valid at ion   ca n  be  con cl ud e d,  ot he rw is e     the m essage ca nnot  be  a uth e nt ic at ed.           Figure  5 .   Bl oc k diag ram  f or  t he digit al  sig na ture       To  cal c ulate  th e SHA - 256 c om pr ession func ti on , t he  cal c ulati on  is  div i de d  in   tw o:   a.   Pr e - proces sin g  of   or i gin al   m essages:  Inv olv es  m essage  stuff in g  an d  m essage  scal ing   for  r ound  cal culat ion . S t uffin g  m eans ad di ng   bits acc ordi ng  to som e ru le s unti l t he  total  leng th is a  512 - bit i ntege r .  The n  e ver y  512 - bit wil l be  expan de d  to  64 *32 bit s  for SH A - 256 r ound c om pu ti ng .   b.   The n,   a  dig es t  is  do ne  us in g  the  de dicat ed  hard war e  w it hin   the  e m bed de d  platf orm ,   in  this  cas e     the S HA - 2 w hi ch  is a  hard ware m od ule w it hi n  the a rc hitec ture o f  the  PS O C - 6  m ic ro co ntr oller, all  this is  done  i n  a  cl ie nt - se rv e r  a rch i te ct ur e,  besi de s  the  hard war e   de dicat ed  t o  c rypto gr a phic   ta sk s  t his  dev ic e  has  two  c or es  a  Cortex  M0  a nd   a  M4,  with  the  po s sibil it y  of   ge ne rati ng   i nd e pe nd e nt  pr ocessin g  th rea ds .  The  Cy pr e ss   ID E  al lo ws   the  us e  of   sp eci al iz ed  crypto gr a phy  li br aries,  for   this  app li cat ion    the  "cy _cr y pto.h"  a nd   "cy _c rypto _s e rv e r.h "  wer e  us e d,   wh ic h  al low  t o  insta ntiat e  t he  Ha sh   us in g    the d e dicat ed  hard war e .   c.   The n  the  sig na ture  process  is   com plete d,   ge ner at in g  the  ke ys  with  the  RS A  al gorithm   un de r  the  PK C S   sta nd a rd  since   it   can  ba sic al ly  be  div i ded  int o  4  par ts:   key  gen e rati on,  e nc ryptio n,   decr y pt ion   a nd  di gital  sign at ur e.  T he   pr ivate   key  is  us ed  to  generate   the  signa ture  an d  the  public  key  for   the  resp ect iv e   validat io n.     Finall y,  a  ver if ic at ion   sc hem e   of  the   a pp li ca ti on   w her e   the   m essage  is  en te red   was   m ade,  the   m ai n  functi on  of   the   pr og ram   is  cre at ed  that  will   a ll ow   to  def i ne  if  the  m essage  is  read   or   not,  in  case  the  m e ssage   is  read,  the   cry ptogra phic   bl oc k  is  init ia li zed,  t he  hash  is  c al culat ed,   by  m eans  of  the   Cy _Crypto_S ha _Run()   functi on,  a nd   i t  has  to  be  fill ed  in  as  f ollo ws:  m essage  r ead  de cl ared  a s  32 - bit  intege r,   m essage  siz e  that    by  de fa ult  ca nnot  e xcee d  100  c har act ers   bu t   can   be   m od i fied,  an d  ha sh   functi on  t hat  will   trans f or m     the  ar bitrary  bl ock  of  data  int o  a  ne w   fixe d - l eng t h  stri ng  [ 16] .   Fi gure  6  s hows   one  of  the   te sts  pe rfor m ed  with  a  Tel net  to ol,   where  t he  ha sh   perform ed  by  the  m ic ro con t ro ll er  is  ve rified.   U nderst and i ng  the  previo us  process ,  the  s ign at ure  is  c r eat ed  in  PS O C6,  wh e re  t w o  a dd it io nal  s of t war e ’s  a re   us e d  O pe n  SSL   an d    Pyt hon 2.7  or   3 ; t hese  to  e xe cute a sc ript t ha t gen e rates i n t he  keys  g e nerat ed  di recto ry the  keys  [ 24] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol. 11,  No.  1,   Febr uar y  2021 :    50 8   -   51 7   514       Figure  6 .   Di ge st t est s p er f orm ed  by the  m i cro c ontrolle r  s how n on a tel ne t       4.   RESU LT S   A ND  DI SCUS S ION S   4.1 .     Metho d A :   H ardware  s af e t y  m od ule  ( HSM )  on mic roc on t rolle r b as e d on the hi ght  a lg orit hm   The  te sts  carri ed  out  co ns ist ed  in  ta king  4  ve ct or s,  eac h  wi th  a  64 - bit  plain  te xt  an d  a  128 - bit  key.     The  res ult  of   encr y pting   the   pr op os e d  vec tors  with  the  encr y ption   im plem ent ed  in  this  proj ect   th rou gh    the  interfac e  cr eat ed  was  e vide nt  as  it   gen e ra te s  gr eat er  unde rstan ding  to  t he  en d  us er .  T o  opti m iz e  the  cod e ,  at   the  tim e  of   te sti ng   the  Di f fie - Hell m an  alg ori thm ,  it   wa s  decide d  to  t ake  the  nu m ber   2  as  the  ge ne rator  nu m ber   beca use   the  cal culat ion   of  p owe rs  wi th  this  base  is  facil it at ed  in  th e  program m ing   of   C  ++,  lim i ti ng   it   a li tt le  to  the left shi ft and a  stand a r d pr im e n um ber .   Wh e n  c om par ing   t he  res ults,  it   was  disco vered  that,  sinc e  the  Hi gh t  al gori thm   is  op tim ized   f or   8 - bit   integrati on,  ce r ta in  m od ific at ion s  a ff ect i ng   a   higher  us e  of  m e m or y  reso ur ces  are  re qu i re d  to  im ple m ent   the m   in  32 - bit  integrate d  platf orm s.  Ho we ver ,   there  a re  27 4x   im pr ovem e nts  in  e ncr y ption   ti m e  and   23 4x   i m pr ovem ents  in  decr y ption   with  the  de ploym ent  on   a  card   a nd   dev el opm ent  platform   with  extensi ve  an d  m or e d evel op e d feat ur e s s uch as M BED   N uc le o - F 446RE  [1 8].   The  im ple m e ntati on   of   t he   HS M  m odule  re qu i red   an  exte ns ive   stud y  on   bl ock   ci phers,    bit - le vel  op e ra ti on s,  key  featur es ,  discrete  l og a rithm s,  m od ula r  e xponent ia ti on ,  am on g  oth e rs.   In  ad di ti on   to   this,  al l  op era ti on s  an d  f unct ion s  we re  de sign e d  an d  ori ented  f or  the   execu ti on  of   a  co m pu te r  in  both   hard war e  a nd   so ft war e ,  thus  ens ur in g  the  viabili ty   of   the  com pu te r  an d  the  ef fici ent  use   of   li m it ed  reso urc e s   su c h  as m e m or y and res ponse  tim e.     4.2 .    Metho d B :   A   digit al signa tur e in one s yste m 32 - bit em be dded   Fo r   the  im plem entat ion   of  t his  syst em   i t  was  m ai nly  con side red  as  protect ing   t he  ke ys.  The  public  key  is  secur e d  ei ther  by  a  m et hod  to  valida te   the  so ur ce  of  the  key,  or  by   us ing   a n  internal  validat io n  with     a n on - m od ifia bl e k ey  that is st or e d  in m e m or y [25].   Finall y, after the e xec ut ion  of the  c od e, the  res ponse  tim e   of   t he  em bed de d  syst em   is  a naly zed.  I n  th e  case  of  P SOC ,  an  i nter nal  con t ro ll er  is  use d  that  ca n  m easure     the  f unct ions  c reated  i n  t he  w ho le   struc ture   of  the  c ode,   wi th  the   m easur em ent  of  these   f u nctio ns  the  ti m es  of  the  f unct ion al   blo c ks   a re  cal culat ed.  I n  t his  im ple m entat i on  pr ob le m s  wer e   f ound  for  the   ge ne rati on  a nd   exch a nge  of   t he  file s  that  c on ta ine d  t he  l arg e  pri m e  nu m ber s,  ge ner at ed  by  the  P K CS  li br aries  m ade  by    the  chip  m anu factur e r,   it   wa s  decided   to  e xport   the  gen e rated  file   and   im po rt  it  again  thr ough  the  h - heade r   (h ea der   file )  that  handles  th e  PSO C  de vel op m ent  card   in  orde r  to  re duce  m e m or y  a nd   e xecu ti on  t i m e  fo r     the code.   In   t he  co urse  of  the  im ple m entat ion   of  the  t w o  al gorithm s,  it   w as d iffic ult  to  create   the   ha rdwar e k ey   since  it   was  ne cessary  to  have  a  gr eat   pr e vio us   knowle dg e   about  co des  a nd   c rypt ograph ic   app li cat ion s   to  be   able  to  ge nerat e  the  m a the m a ti cal   op erati on s  un ti l  obta ini ng   t he  RSA  al gorithm .  To  fa ci li ta te  the  wr i ti ng   of  this  al go rithm ,  it  was  decide d  to  us e  the  im ple m entat ion   bases  in  bin a ry  m ulti plica t i on   wit h  vecto r s  that  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ha r dw ar e  bas ed  cry ptogr aphy :  te ch nolo gical adv an ce s fo r app li c ation s  in  . ..  ( E dwa r  Jac into  Gomez)   515   would  re duce  t he  gr eat   ge nerat ion   of  co de,  creati ng  a  sta ndar d  functi on  t hat  w ould  pe rfor m   m ulti plications   and alg or it hm s w it h 1 024 - bit  nu m ber s.   It  is   i m po rtant   to  note   that  durin g  the  de ve lop m ent  proc ess  we re  not  visible  im ple mentat ion s  or  researc h  know n  a bout  t he  use   of  al go rithm s  ty pe  hight  in   ha rdware   sec ur it y  m od ules  (H SM ),  w hich   m akes   this  a  un i qu e   r esearch   becau s e  each   of  t he  pro j ect s  ha nd le d  inf or m at ion   a nd  pr ocesses   ge ner at e d  by  f unct ions   in  sta nd a r d  C+ +  program m i ng   la ng ua ge,   c ho s en  to  be  ad aptable  an d  ea sy  to  op ti m iz e  the  hardw a re,   these  featur e s  m ake  the  proj e ct s  m entione d  can  be   reu se d  in  fu t ur e  w ork ,  as  well   as  the  know le dg e  gaine d  will  m ake   the ti m e  sp e nt on  t hese  dr ast ic al ly  d ecr ease an d  at  t he sa m e t i m e enco ura ge  re searc h on the  sub j ec t.       5.   CONCL US I O N     This  pa per   s hows  c rypto gr a ph y  f ro m   ano ther  poi nt  of   vi ew,   us in g  de dicat ed  ha rdw are  de vices ,     in  secu rity   sch e m es  adap te d  to  sta nd - al one   syst e m s,  wh ic h  al lows  prot ect ion   to  be  gi ven   to  a  num ber   of   po s sible  a pp li c at ion s  that  ca n  be  us ed   at   m any  le vels  s uc h  as  Io T ,  HSM   app li cat io ns,  sens or  net work s  or    any  ot her  ap pl ic at ion   that  do es  not  re quire   a  PC   to   pr oc ess  the  i nfor m at ion   gen e rate d  by  the  proc esses.     In   t he  a naly sis  of   t he  tw o  work s  e xpose d,  it   is  obser ved  th at   in  the  meth od   a:   a  s of t wa re  em bed de d  s yst e m   ty pe  m ic ro co nt ro ll er  was  use d;  I n  ad diti on  to  a  Hi gh t  c rypto gr a phic   al gorithm ,  wh ic h,  bein g  a   li ghtwei ght  al gorithm   us ing   sim ple  op era ti on s,  highe r  pe rfor m ance,  lo w  c os t  an d  power   c ons um pti on,  a  m igrati on   f r om   an  8 - bit  platfo r m   to  two  32 - bit  platfo rm s  was  perf or m ed,   a  Cortex   M0  i n  wh ic h  a  th r oughput  of   38.1  K byte s  per   sec ond  (Kbp s/s )  wa s  ach ie ved   a nd   i n  a  Cortex  M 4  a  t hro ughput  of   222  kbyt es  per   seco nd   (Kb ps / s)  was   achieve d  by  pe rfor m ing   al l  the  High   al go rith m   and   on ly   us i ng   63%  of   the  RAM  of   the  M 0  de vice  and   6%   of   the pr ogram   m e m or y.   In  meth od  b:  t he   P KCS - 1  sta nd a r d  is  m et ,  wh ic h  ha s  as  s ta nd a rd   t he  im plem entat ion   of  a  com plete  dig it al   sign at ure,  this  ty pe  of   im ple m enta ti on s  are  c omm on   in  app li cat ion s  with  P C' s,  bu t  to  m ake  an   app li cat io n  of   this  sty le   in  a  32   bits  har dwa re  of   only   a  few   te ns   of   do ll ars,   m akes  the  syst e m   pr act ic al   and   total ly   sta n d - a lon e,   since   it   do e s  not  requ ire  any  a ddit ion al   de vice;   use s  Has h  f un c ti on s  a nd  the   RSA   al gorithm   (w hi ch  is  com pu ta ti on al ly   com pl ex),  ha s  a  res pons e  ti m e  of   3.42  seco nds,   with  on ly   a  25 M hz   syst e m   c lock,   bu t  the  m os t  i m po rtant  thing  is  that  in  the  consum p ti on   pa ram et ers  a  ve ry  eff ic ie nt  am ou nt    was  ob s er ved,   us in g  1.3%   RAM  an d  0.2%  R OM,  since  f or  eac h  of   t he  cry ptogra phic   f unct ions    the m ic ro con t r oller  has  a  de di cat ed  ha r dw a re  w it h specific   m e m or y and re so urces .   The  reali zat ion  of  tw o  t otall y  sta nd - al one   c r yptogra ph y  al gorithm s,  with out  the  nee d  for   ad diti on al   hard war e,  m akes  hardw a re  ba sed  on  crypt ogra ph y  can  be   us ed  in  a  num ber   of   ap pl ic at ion s  with  s i m i la r  perform ance  to  s olu ti ons  of  the  sam e  ty pe  us in g  PC' s;  w hich  al lo ws  t hi s  ty pe  of  pro j e ct   to  be   inc rea sing ly  com m on  in  the  coun t ry, Col om bia.       ACKN OWLE DGE MENTS     This  w ork  wa s  su pp or te d  by   the  Un ive rsidad   Distrit al   Fr ancisc o  Jo sé  de  Ca ldas,  s pe ci fical ly   by     the  researc h  gr oup  Se gurida d  inform ática  E m beb ida   (S IE ) ,  a  gr ou p  that  in  the  ci ty ,  reg ion   of   Bo go tá   that  is   work i ng  on  th e  us e  of  de di cat ed  ha rdware   and   c rypto grap hic  acce le r at or s  a pp li cabl e  to  local   pro blem s,     the  resea rch e rs :  Steph a nie  Si err a  B uitrag o,   Jerem y  Ag uilar  Q uiño nes  a nd  J uan   Ca m il o  Ram irez  Go nz ál ez ,  are  rec og nized   f or   t he  reali zat ion   of  s uch  work,  w hich  a ll ow ed   the   co m par ison   of  m et hods   a nd  str at egies   app li cable  to  t he pr oble m s o f  the c ountry.       REFERE NCE S   [1]   R. D . V.  Ve la sco ,   “ Cript ogra fí a, u na  ne ce sid ad  m oder na,”  Revista Digit al  Un iv ersit aria ,   vol .   7 ,   no .   7,   pp .   1 - 9 ,   2006 .   [2]   R.   S .   Ferna nde z ,   “ Sínte sis  d e  u n  p roc esa dor  e n   V HDL   p ara   s u  p osteri or  v olca do  e n  u na  F PGA ,”  Politecni ca ,    pp.   1 - 199 ,   2017 .     [3]   A.  Shiraz,  et  al. ,   “ Single  Chip  Embedde d  S y s t em  Soluti on:   Ef fic i ent   R esourc e   Util i zation  b y   Inte rfa c ing  LCD   through  Softcor e  Proce ss or  in   Xili nx  FP GA , ”  Int ernati onal   J o urnal  of   Inf orm ati on   Eng ineeri ng  and   Elec tron ic   Bus ine ss ,   vol .   7 ,   no.   6 ,   pp .   23 - 27 ,   2015.   [4]   A.  Pos chmann ,   “ Li ghtwei ght  Cr y ptogr aph y :  Cr y ptogr aphic  Engi ne eri ng  for   a  Perva sive  Wor ld, ”   Diss ert a tion,  Ruhr - Univer sit y   Bochum ,   2009.   [5]   P.  Peris - Lopez,  et   al . ,   “ RF ID  s y stems :  A  surve y   on  sec ur ity   thr ea ts  and  propos ed  soluti ons , ”  1 1th  Inte rnat iona l   Confe renc e  on   P ersonal  Wireless   Comm unic ati on s ,   pp.   159 - 170,   2 006.   [6]   V.  Cochachi n   and  F.  M art in ,  “ Dis eño  Criptográfic o   Sobre   Hardware  Re c onfigura bl e  Cif r ado  Por  Bloqu es   Emplea ndo  El   E stánda r  De  Enc r i pta c ión  Avanz ad o,   Aplic ado  Al  Ám bit o  Educ at i vo  Te cnol óg ic o  En  La   Ciuda d  D e  Huara z , ”   Univ er sidad  Nac ional  S ant i ago  Antune z   de  Ma y o lo,  201 7 .    [7]   McAfee ,   “ Nee dl e  in   a   Dat asta ck  :  Th e  r ise  of   big s ec urity   data,”   I T  Corpora te,   p .   9,   2014 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol. 11,  No.  1,   Febr uar y  2021 :    50 8   -   51 7   516   [8]   J.  Cifue nte s,  "D esign  Of  a  sec urity   m ana g emen t  m odel   in  wire le ss   comm unic at ion  net works   appl ie d  to  sm al l  companie s  in  the   priva t e  sec tor  of  the   Cit y   of  B ogotá , "  Univ.   Nac .   Abier ta   Y  A   Distanc ia,  no.   3,   2017,   [Online ] .   Avail ab le :   htt ps: // stadi um . un ad.e du. co/ pr evi ew /UNA D.php ? url =/ b it stre am/10596/1 2862/3/ 1018402 591. pdf.   [9]   L.   Le ss ig ,   “ La  Cript ogra fí a  Y  La   Protec c i ón  a  La   Info rm ac ión  Digit a l, ”  2010 .   [Online ] .   Avail ab le :   htt ps:// r evi stas . u ext ern ado.edu.c o/i ndex . php/pro pin/ artic le /v ie w/ 2476/3636 .   [10]   Ministe rio   de  C om erc io ,   I ndustr ia   y   T urism o ,   “ Dec ret o   1074  d e  2015, ”  Re públ ic a  d e  Colomb ia ,   vol .   48 ,   no .   5 ,     pp.   1 - 405 ,   2015 .   [11]   D.  E.  Ramíre z  and  H.  S.   Mora,   “ Cr y ptogra ph y   in  c loud  com puti ng  da ta b ase s ,”   A ibi   magaz i ne  of  resear ch,  management   an d  engi n ee ring ,   pp .   49 - 55 ,   2014 .   [12]   Q .   Shi,  et   a l. ,  “ FPGA - Based  E m bedde d  S y ste m   Educ at ion , ”   2009  Fi rs t  Inte rnational   Works hop  on   Educ ation  Technol ogy   and  Computer  Scien ce ,   W uhan, Hube i, pp. 123 - 127,   2009.   [13]   S.  N.  Soare s  and  F.  R.   W agn er,   “ T&D - Bench - Innova ti v e  Com bine d  Support  for  Educ at ion  and  Resea rch   i n   Com pute r  Archi te c ture   and  Emb edde d  S y s te m s, ”   in  IE EE   Tr ansacti ons  on  Educ a ti on ,   vo l.  54,   no .   4,   pp .   675 - 682,   2011.   [14]   A.  C.   Gim énez  and  M.  G.  Ib áñez,   “ Is  bloc k cha i n  te chno log y   co m pat ibl e  wi th  th e  Social  and   Solida rity   Ec o n o m y?   Towa rds  a  new  par adi gm , ”   CIRI EC - Espana  Rev.  Ec on.   Publ i ca,   Soc.   y  Coop . ,   no .   95,   pp .   191 - 21 5,   2019.   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h tt p: //openacce ss . uoc . edu/ weba pps/o2 / bit stre am/10609/ 100826/1/ document. pdf .   [15]   I.   G.  Roffe ,   et  al . ,   “ Im ple m ent ación  del   Al gorit m o  de  Cifra do  Tri viu m   En  Un  Sis te m a  Embebido  -   an  Im ple m ent at ion  of  the   Tri vium  Enc r y pt ion  Algorit hm   in  an  Embedde d  S y ste m   (in  Spanish), ”  Pis ta s  Educ ati vas,   vol.   40 ,   no .   130 ,   pp.   573 - 587 ,   20 18.   [16]   J .   Camilo  Ramírez   Gonzá le z  and   Ing.   Edwa r  Jac i nto  Góm ez ,   “ Impl ementation  of  a  Digit a l  Signature  in  a  32 - Bi t   Embedde d  S y st em,”   Univer sid a d  Distrit a l  Fran ci sco  Jos e  De  Cal das ,   vo l.   2 0 0 3 ,   p .   5 ,   2 0 0 7 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / r e p o s i t o r y . u d i s t r i t a l . e d u . c o / b i t s t r e a m / 1 1 3 4 9 / 2 2 4 4 3 / 1 / R a m % C 3 % A D r e z G o n z % C 3 % A 1 l e z J u a n C a m i l o 2 0 1 9 . p d f .   [17]   P.  W .   Shor,  “ Poly nom ia l - ti m e  algorithms   for  pri m e  fac tor izati on   and  discr ete  log ari thms   on  a  qu a ntum  computer , ”   SIA M Journal   on  Com puti ng,   vo l.   26 ,   no .   5 ,   pp .   1 484 - 1509,   1997 .   [18]   S.  J.  S.  Buit rag o  and  J.  A.  Quinones,   “ Des ign  and  Im ple m ent at ion  of  a   Hardware   Safe t y   Module  (HS M)    on  High  Algori thm - Based  Micr ocont roller,”   Un ive rsidad   Distrital  Fran ci sco   Jos e  De  Ca lda s ,   2017.   [Onlin e] .  Avail ab le :   htt p :/ / rep ositor y . ud istr it al.e du . co /bi tstr ea m /11349/ 7199 /1/ Sierr aBui tr ag oStepha ni eJuli e t h2017. pdf .   [19]   E.   J.  Gom ez ,   “ Perform anc e  Ana l y sis  of  the   PR E SENT  Cr y ptogr aphi c  Algori thm  using  Embedde d  Hardware   an d   Software   Platfo rm s,”   Univer si dad  Distrital  F ran ci sco   Jos e  De  Cal d as ,   p.   55,   2015 .   [O nli ne] .   Avai la bl e:   htt p://reposit or y . udistri tal. edu.co/bitstream /11349/2767/1/Jac in toG%c 3%b3m ez Ed war2016. pdf .   [20]   G.  F.  Marr as,   “ H ard ware   arc h itec ture   and  b asic s o f  par a llel com puti ng, ”  CINECA.   [21]   M.  Feldhofe r ,   e t  al.,  “ Strong  a uthe ntica ti on  fo r  RF ID  s y stems   using  the   AE S  al gorit hm , ”  6 th  Inte rnat iona l   Workshop on  Cryptographic Har dware  and  Emb e dded  Syst ems ,   v ol.   3156 ,   pp .   357 - 370,   2004 .   [22]   H.  El li s ,   “ Algorit hm   Speci fic a ti on, ”  pp.   8 – 21.   [Online ] .   Avail able:   htt ps:// ww w.c si e . ntu.edu.tw/~hs inmu/courses/_m edi a /dsa_13sprin g/horowit z_28_ 41. pdf   [23]   RS A  La bora tor ie s,  “ PK CS   #1  v2. 1:   RS A  Cr y ptogr aph y   Standa rd, ”   pp   6 - 8,   2002.   [O nli ne] .   Avai la b l e:   htt ps:// ww w.c r yptre c . go. jp/ en /c r y ptr ec _03_spe c_ c y ph erlist_files/ PD F/pkcs - 1v2 - 1 2. pdf .   [24]   M .   Hastings,   “ PS oC ®   3  and   PS oC  5LP  –   Pin   Sel ec t ion  for   Analo g  Designs,”   C y p ress,   pp.   1 - 13,   2 014.   [25]   A.  Kara kra   an d  A.  Alsade h,   “ A - R SA :  Aug m ent ed  RS A, ”   2016  SAI  Co mput ing   C onf ere nce   ( SAI   2016 ) ,    pp.   1016 - 1023 ,   2016.       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS        Ed w a r  Jaci nto   Gome z   Rec eived  MS c  El ec t ronic   Control   a nd  Instrum ent at ion  Engi nee r  in   Inform at ion  and   Comm unic at ion s  Scie nce s  (Mer it orious  The sis).   He   have   m ore   tha n  9  y ea rs  of   te a chi ng  exp erie nce   in  7  dif fer e nt  unive rsit ie s  a nd  He   cur ren t l y  work  as  an  assistant   c ategor y   te a che r   at  the  Distric t   Univer s ity   Fa cul t y   of  Te chno log y ,   where   he   form ed   the   RAM A  of    the   Distri ct   Uni ver sit y   Facu lty   of  Technol og y ,   w her e  he   cur re n tly   th e  t eachi ng  profe ss or,   in  h is   te a chi ng  he   h av e  ta ught  subj ects  tha t  hav e  to  do  with  the   dev el op m ent   of  software   and  har dwar e,  espe cially   in  ta s ks  of  ac qu isit ion   and  sign al   pro c essing.   In  the   las t  5  y e ars,   he   ha ve  publi sh ed  11   art i cl es  in   ind ex ed  journa ls ,   of  which  7  are   in  j ourna ls  ca t egor i ze d  as  A2  and  A1  b y   colcie n cias,   on  the   o the r   han d,   he   have  par ti c ipa t ed  as  a  spe a ker   in  b oth  n at io nal   and  in te rna tional  conf ere n ce s   on  at   l ea st  20  o c ca sions,  as  a  spe ake r  a t  l ea st  7  d i ffe ren t  eve n ts  of   IEE E .   He   h ave   had  a  ca re er  as  a  rese arc h er  sin ce   he   was  a  stud ent  in  2002  and  up  to  date,  conducti ng  rese ar ch  proj ec ts  in   at  least  4   groups  of   insti tu ti onaliz ed  rese ar ch.   Of  whi ch  th e re  hav e  be en  as  r esult s  of  r ese arch,  som e  articles,   a  rese ar ch  book  and  seve ral   p apers   of  nat iona l  an d  int ern a ti ona l  c har acte r .   He   hav e  bee n  a  jur y   of   pre - degr e e  the si s  on  at   le ast  20  diffe ren t  occasio ns  and  hesido  dire ct or  of  works   at   thi s  le v el   of  a t   le ast   25  d egr ee  works ,   of  which   3  have been  m er it oriou s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ha r dw ar e  bas ed  cry ptogr aphy :  te ch nolo gical adv an ce s fo r app li c ation s  in  . ..  ( E dwa r  Jac into  Gomez)   517     Cater inn e  P er i l la  Gutierr ez   B orn  in  th e  c ity   o f  Bogota ,   Colo m bia .   Student  o f  la st  sem este r   o f   Engi ne eri ng  in   te l ec om m unic a ti ons,  el e ct roni c  t ec hnolog y   o f  the  technolo gic a l  fa cul t y   i n    the   district  univ ersity   Franc is co   Jos e  de  Cal das .   Curre nt l y   She   par ti c ipate  in  r evi ew  pap ers  on  cr y p togra ph y   an d  sec uri t y   issues,  She   work s   in   support  and  admi nistra ti on   of  p er imete r  se cur i t y   servic es  at Cl aro   Colom bia .         Lina  Uy asab a  Muri ll o   Born  i n  the   ci t y   of  B ogota ,   Colom bia .   Stud ent   of   l ast  sem este r  o f   Engi ne eri ng  in   te l ec om m unic a ti ons,  el e ct roni c  t ec hnolog y   o f  the  technolo gic a l  fa cul t y   i n    the   distri c t  univers ity   Franc isco  Jos e  de  Cal das,   with  m eri tori ous  t hesis  which  was  one  of  the   m ost  important   proj ects  for  the  unive r sit y   develope d  with  the  Colom bia n  a ir  for ce .   t he  proj ec t   call e d   Sonda  wise  Cal das  which  amounted  to  30  m et ers  high  to  obt ai n  data  from   the   at m osphere .     She   cur ren tly   w ork  as  a  pl at form   support  eng inee r  in the   Telep erf orm anc e compan y   in  Co lombia.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.