ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΚΑΙ ΥΠΟΜΝΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ

Transcript

1 ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΚΑΙ ΥΠΟΜΝΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ ΟΔΥΣΣΕΑ Γ. ΚΟΥΦΟΠΑΥΛΟΥ Καθηγητή Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστημίου Πατρών ΠΑΤΡΑ 2014

2

3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1. ΑΤΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΥΝΤΟΜΟ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ-ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Διδασκαλία Μαθημάτων Επίβλεψη Διπλωματικών/Διδακτορικών Διατριβών Εισηγήσεις σε Σεμινάρια/Tutorials ΣΥΓΓΡΑΦΙΚΟ ΕΡΓΟ ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΟ ΕΡΓΟ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΒΡΑΒΕΙΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝΤΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ Πρόσφατες Δημοσιεύσεις σε Διεθνή Περιοδικά: Πρόσφατες Δημοσιεύσεις σε Συνέδρια: ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

4 1. ΑΤΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΩΝΥΜΟΝ: Κoυφoπαύλoυ ΟΝΟΜΑ: Οδυσσέας ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ: Τομέας Ηλεκτρονικής και Υπολογιστών Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Τεχνολογίας Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Πατρών, Ρίο 26500, Πάτρα ΤΗΛΕΦΩΝΟ: (2610) TΕLEFAX: (2610) E-MAΙL: 2. ΣΥΝΤΟΜΟ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ Ο Οδυσσέας Γεωργίου Κουφοπαύλου γεννήθηκε το έτος 1959 στη Λευκωσία Κύπρου. Αποφοίτησε από το εξατάξιο δημοτικό σχολείου Αθηαίνου, Κύπρου το 1970 και από το Παγκύπριο Γυμνάσιο Λευκωσίας το Από τον Ιούλιο του 1976 έως το Σεπτέμβριο του 1978 υπηρέτησε τη στρατιωτική του θητεία στην Ελληνική Εθνική Φρουρά Κύπρου. Το Σεπτέμβριο του 1978 κατόπιν κατατακτήριων εξετάσεων εισήλθε στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών της Πολυτεχνικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σε όλα τα έτη σπουδών υπήρξε υπότροφος του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών. Το Σεπτέμβριο του 1983 πήρε το Δίπλωμα του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού. Από τον Οκτώβριο του 1983 μέχρι το Δεκέμβριο του 1988 ήταν ερευνητής στο εργαστήριο "Ενσύρματης Τηλεπικοινωνίας" του Πανεπιστήμιο Πατρών. Το Σεπτέμβριο του 1985 άρχισε την εκπόνηση της διδακτορικής του διατριβής με θέμα: "Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Μεγάλης Κλίμακας (VLSΙ) για Υπολογιστικές Μηχανές Επεξεργασίας Σημάτων" στο νεοϊδρυθέν εργαστήριο "Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων". Στη διάρκεια της εκπόνησης της διατριβής υπήρξε ειδικός μεταπτυχιακός υπότροφος (ΕΜΥ). Η διατριβή υποστηρίχτηκε επιτυχώς τον Ιούνιο του 1990, οπότε και του απονεμήθει ο τίτλος του διδάκτορα μηχανικού με βαθμό "Άριστα". Από τον Αύγουστο του 1990 μέχρι και το Απρίλιο του 1994 εργάστηκε στο ερευνητικό κέντρο της εταιρείας "International Business Machines" (IBM T.J. Watson Research Center) στο εργαστήριο "High Bandwidth Systems" (Yorktown Heights, Νέα Υόρκη, Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής) με κύρια απασχόληση σε θέματα που αφορούν τη σχεδίαση και υλοποίηση υπολογιστικών και τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Από τον Απρίλιο του 1994 μέχρι και τον Ιούλιο του 1999 εργάστηκε ως επίκουρος καθηγητής, από το Ιούλιο του 1999 μέχρι και το Νοέμβριο του 2004 ως αναπληρωτής καθηγητής και από τότε μέχρι σήμερα εργάζεται ως καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Διδάσκει προπτυχιακά και μεταπτυχιακά μαθήματα στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις περιοχές των Συστημάτων Υπολογιστών 2

5 και Συστημάτων Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Επιβλέπει διπλωματικές και διδακτορικές διατριβές Διεξάγει έρευνα στις ερευνητικές περιοχές των υπολογιστικών και επικοινωνιακών συστημάτων, συστημάτων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, και κρυπτογραφίας. Είναι διευθυντής των εργαστηρίων Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Κέντρο Υπολογιστικών και Επικοινωνιακών Συστημάτων του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Πατρών. 3. ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 3.1. ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ-ΣΠΟΥΔΩΝ 9/64-6/70: Δημοτικό Σχολείο Αθηαίνου, Κύπρου 9/70-6/76: Παγκύπριο Γυμνάσιο Λευκωσίας, Κύπρου 9/78-9/83: Δίπλωμα Ηλεκτρολόγου Μηχανικού, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα, 9/85-6/90: Διδακτορικό Δίπλωμα Ηλεκτρολόγου Μηχανικού, Πανεπιστήμιο Πατρών, Πάτρα. Διδακτορική Διατριβή: "Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Μεγάλης Κλίμακας (VLSΙ) για Υπολογιστικές Μηχανές Επεξεργασίας Σημάτων" ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ 10/83-12/88: Ερευνητής, Πανεπιστήμιο Πατρών. Μέλος εργαστηρίου "Ενσύρματης Τηλεπικοινωνίας". Ερευνητική απασχόληση σε θέματα ψηφιακών τηλεπικοινωνιακών συσκευών ελεγχόμενες από μικροεπεξεργαστές. 8/85-6/90: Ερευνητής Πανεπιστημίου Πατρών. Μέλος του εργαστηρίου: "Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων". Ερευνητική απασχόληση σε θέματα VLSI σχεδίασης, διατάξεις επεξεργαστών, VLSI και CAD. 8/90-4/94: IBM T.J. Watson Research Center, High Bandwidth Systems Lab., Large Systems and Communications Department, Computer Sciences (Yorktown Heights, Νέα Υόρκη, Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής). Ερευνητική απασχόληση σε θέματα σχεδίασης και υλοποίησης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. 4/94-7/99: Επίκουρος Καθηγητής. 7/99-11/04: Αναπληρωτής Καθηγητής. 11/04-σήμερα: Καθηγητής. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Πατρών. Διδασκαλία προπτυχιακών-μεταπτυχιακών μαθημάτων. Επίβλεψη διπλωματικών-διδακτορικών. Διεξάγει έρευνα ερευνητικές περιοχές των υπολογιστικών και επικοινωνιακών συστημάτων, συστημάτων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, και κρυπτογραφίας. 3

6 4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 4.1. Διδασκαλία Μαθημάτων Διδάσκει στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών προπτυχιακά και μεταπτυχιακά μαθήματα στις περιοχές των Συστημάτων Υπολογιστών και Συστημάτων Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Έχει διδάξει τα μαθήματα: Εισαγωγή στους Υπολογιστές Οργάνωση Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Ψηφιακών Συστημάτων Έλεγχος και Ελεγξιμότητα Ψηφιακών Συστημάτων Ασφάλεια Υπολογιστών και Δικτύων Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (Μεταπτυχιακό) 4.2. Επίβλεψη Διπλωματικών/Διδακτορικών Διατριβών Έχει επιβλέψει άνω των 60 διπλωματικών εργασιών. Έχει επιβλέψει τις διδακτορικές διατριβές των διδακτόρων: 1. Δρ. Λάμπρου Μπισδούνη με θέμα Ανάπτυξη Αναλυτικών Μοντέλων Χρονικής Απόκρισης και Κατανάλωσης Ενεργείας για Στατικά Κυκλώματα CMOS 2. Δρ. Abdoul Rjoub με θέμα Ανάπτυξη και Σχεδίαση Τεχνικών Χαμηλής Κύμανσης/Κατανάλωσης Ισχύος σε Κυκλώματα VLSI 3. Δρ. Νικόλαου Σκλάβου με θέμα Ανάπτυξη σε Υλικό Συστημάτων Κρυπτογραφίας για Ασύρματες Επικοινωνίες 4. Δρ. Παρασκευά Κίτσου με θέμα Μελέτη και Υλοποίηση σε Υλικό Αλγορίθμων Κρυπτογραφίας και Συστημάτων Ασφαλούς Μετάδοσης Πληροφοριών για Ασύρματες Επικοινωνίες 5. Δρ. Αποστόλη Φούρναρη με θέμα Σχεδιασμός Κρυπτογραφικών Συστημάτων Δημοσίου Κλειδιού 6. Δρ. Γεώργιου Σελίμη με θέμα Σχεδιασμός Κρυπτογραφικών Συστημάτων με Υλικό Ειδικού Σκοπού 7. Αυξέντιου Τυχόπουλου με θέμα "Ανάπτυξη Συστημάτων Κωδίκων για την Ανίχνευση και Διόρθωση Σφαλμάτων σε Δεδομένα Μετάδοσης". 8. Χρήστου Χρυσούλα στην ερευνητική περιοχή " Ανάπτυξη, Σχεδιασμός και Υλοποίηση Δικτυακών Συστημάτων Διαχείρισης Πόρων και Παροχής Υπηρεσιών ". 4

7 9. Ευάγγελου Χαλεπλίδη στην ερευνητική περιοχή "Ανάπτυξη, Σχεδιασμός και Υλοποίηση Αλγορίθμων για Διάρθρωση Δικτυακών Ανοικτών Διεπαφών" (ολοκληρώνεται Καλοκαίρι 2014) Είναι μέλος της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής αρκετών υποψηφίων διδακτόρων και ήταν μέλος της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής 14 διδακτόρων Εισηγήσεις σε Σεμινάρια/Tutorials Έχει οργανώσει και συμμετείχε σαν εισηγητής και διδάσκων σε αρκετά ειδικά σεμινάρια με θέματα σχετιζόμενα με το Σχεδιασμό Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων που έχουν γίνει στην Ελλάδα σε καθηγητές των ΤΕΙ, μεταπτυχιακούς φοιτητές και μηχανικούς εταιριών. Έχει οργανώσει και παρουσίασε tutorials σε διεθνή συνέδρια. 5. ΣΥΓΓΡΑΦΙΚΟ ΕΡΓΟ Έχει συνσυγγράψει το βιβλίο Εισαγωγή στους Υπολογιστές, εκδόσεις Τυπόραμα, Έχει γράψει πανεπιστημιακές σημειώσεις για το μάθημα Έλεγχος και Ελεγξιμότητα Ψηφιακών Συστημάτων. Έχει συνσυγγράψει κεφάλαια σε βιβλία Kostopoulos, G., Sklavos, N., Koufopavlou, O., "Security & Privacy Issues for Wireless Local and Metropolitan Area Networks (LANS & MANS)", Chapter in the Book: Handbook of Research on Wireless Security, edit by Y. Zhang, J. Zheng and M. Ma, Idea Group Reference, pp , Kostopoulos, G., Kitsos, P., Koufopavlou, O., "Pervasive Computing Security: Bluetooth Example", Chapter in the Book: The Internet of Things: From RFID to the Next-Generation, pp , Taylor & Francis Group, Auerbach Publications, Fournaris, A, Koufopavlou, O., Hardware Design Issues in Elliptic Curve Cryptography for Wireless Systems, book chapter in Wireless Security and Cryptography: Specifications and Implementations Edt: N. Sklavos and X.Zhang, pp , Taylor & Francis Group, CRC Press, Kostopoulos, G., Koufopavlou, State-of-the-Art Security in Grid Computing, book chapter in Security in Distributed, Grid, Mobile, and Pervasive Computing Edt: Yang Xiao, pp , Taylor & Francis Group, Auerbach Publications, Sklavos, Ν., Moldovyan, N.A., and Koufopavlou, Ο., "Wireless Networks World and Security Algorithms", chapter in the book Handbook on Theoretical and Algorithmic Aspects of Sensor, Ad-Hoc Wireless and Peer-to-Peer Networks, edit by Jie Wu, CRC- Press, ISBN: , August

8 Bisdounis, L., Gouvetas, D., Koufopavlou, O., "Circuit Techniques for Reducing Power Consumption in Adders and Multipliers", In Designing CMOS Circuits for Low Power, Soudris, D., Piguet, C., Goutis, C., editors, pp , Kluwer Academic Publishers, September ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΟ ΕΡΓΟ Διευθυντής Εργαστηρίου Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων, Τομέας Ηλεκτρονικής και Υπολογιστών, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Πατρών Διευθυντής Εργαστηρίου Κέντρο Υπολογιστικών και Επικοινωνιακών Συστημάτων, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Πατρών Μέλος Επιτροπών στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Πατρών 7. ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ INFINITY (ICT ): Infrastructures for the Future Internet community, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) FORGE (ICT ): Forging Online Education through FIRE, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) STEER (ICT ): Social Telemedia Environment for Experimental Research, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) BonFire (ICT ): Building service testbeds on FIRE, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) OPENLAB (ICT ): Openlab:extending FIRE testbeds and tools, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) SECRICOM (SEC ): Seamless Communication for Crisis Management, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) VITAL++ (ICT ): Embedding P2P technology in Next Generation Networks: A New Communication Paradigm & Experimentation Infrastructure, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) PII (ICT ): Pan-European Laboratory Infrastructure Implementation, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) AUTOI (ICT ) ): Autonomic Internet, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) Phosphorus (IST IP): Lambda User Controlled Infrastructure for European Research, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) VITAL (IST STP): Enabling Convergence of IP Multimedia Services over Next Generation Networks Technology, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) 6

9 Πόλος Καινοτομίας Δυτικής Ελλάδας: Σύστημα Παροχής Αλληλεπιδραστικών Υπηρεσιών Εξυπηρέτησης Πολιτών (Επιστημονικός Υπεύθυνος) IST-FLEXINET: Flexible Network and Gateways Architecture for Enhanced Access Network Services and Applications, (Επιστημονικός Υπεύθυνος) ΠΕΠΕΡ: "Συστημα Bluetooth Χαμηλής Κατανάλωσης Ισχύος", (Επιστημονικός Υπεύθυνος) ΟΤΕ: "Ενοποίηση Ασύρματης Πρόσβασης Τεχνολογίας DECT σε Υφιστάμενα & Μελλοντικά Συστήματα-Δίκτυα του ΟΤΕ" ΥΠΕΡ: "Ανάπτυξη Μεθόδων για Υλοποίηση Αλγορίθμων Κρυπτογράφησης με Ολοκληρωμένα Κυκλώματα" (Επιστημονικός Υπεύθυνος) Πρόγραμμα Καραθεοδωρή: "Εκτίμηση της Καθυστέρησης και της Κατανάλωσης Ενέργειας Κυκλωμάτων Τεχνολογίας VLSI", (Επιστημονικός Υπεύθυνος) ESPRIT-AMIED: "Asynchronous Low-Power Methodology and Implementation of an Encryption.Decryption System" (Επιστημονικός Υπεύθυνος) 8. ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΒΡΑΒΕΙΑ Υπεύθυνος για το Πανεπιστήμιο Πατρών του Έργου Erasmus Mundus INTACT Γενικός Πρόεδρος (General Chair) στο 12 th Euromicro Conference on Digital System Design (DSD) και στο 35 th Euromicro Conference on Software Engineering and Advanced Applications (SEEA), 2009 Γενικός Πρόεδρος (General Chair) στο έκτο IEEE International Conference of Electronics, Circuits and Systems,1999. Μέλος της τεχνικής επιτροπής IEEE VLSI. Μέλος της τεχνικής επιτροπής IFIP 10.5 WG. Guest Editor στο περιοδικό Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 27 (1/2):5-6, April 2001 Κριτής σε περιοδικά του ΙΕΕΕ και άλλων εκδόσεων Κριτής σε διεθνή συνέδρια: IEEE HPCS, IEEE GDN, INTERWORKING, IEEE INFOCOM, MIDWEST SCAS, IPCCC, IEEE ISCAS, IEEE ICECS, EURODAC Τοπικός υπεύθυνος (Local Arrangements) στο τρίτο IEEE International Conference of Electronics, Circuits and Systems,1996. IBM Research Division Award Υπότροφος του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών Ελλάδος Ειδικός Μεταπτυχιακός Υπότροφος Πανεπιστημίου Πατρών 7

10 9. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ o Συμμετοχή του στην ανάπτυξη του ελεγχόμενου από μικροϋπολογιστή συγκεντρωτή γραμμών LCUP-96. o Συμμετοχή στη σχεδίαση και ανάπτυξη του γενικού προσαρμογέα στο IBM T.J. Watson Research Center του πρόσφερε τη δυνατότητα να συνεργαστεί με διάφορα αναπτυξιακά τμήματα (development) της εταιρίας και να αποκομίσει πολύτιμες εμπειρίες για τον τρόπο λειτουργίας και οργάνωσής τους. Εχει επισκεφθεί και παραμείνει για συνεργασία κατά μικρά χρονικά διαστήματα σε κατασκευαστικά τμήματα της εταιρίας. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος HEAR είχε συνεργασία με τις Δανέζικες εταιρίες Danavox και Microlex και την Γερμανική ELMOS. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος AMIED είχε συνεργασία με την Ελληνική Αεροπορική Βιομηχανία. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος "Ενοποίηση Ασύρματης Πρόσβασης Τεχνολογίας DECT σε Υφιστάμενα & Μελλοντικά Συστήματα-Δίκτυα του ΟΤΕ" είχε συνεργασία με ton OTE. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος ΠΕΠΕΡ συνεργάζεται με την ATMEL Hellas. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος Flexinet είχε συνεργασία με την Alcatel Γερμανίας, Hitachi Γαλλίας, IBM Ελβετίας, Teletel Ελλάδας. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος Πόλοι Καινοτομίας συνεργάζεται με την Ε-E-codes και Dynacomp Ελλάδας. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος Vital συνεργάζεται με την Telekom Austria Αυστρίας, Siemens Γερμανίας, Alcatel Γερμανίας, Voiceglobe Βελγίου, Telefonica Ισπανίας, Tellas Ελλάδας, Teletel Ελλάδας o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος AUTOI συνεργάζεται με την HITACHI Ευρώπης, WIT Ιρλανδίας, Motorola Αμερικής κ.α. o Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος VITAL++ συνεργαζεται με την Telekom Austria Αυστρίας, Fraunhofer Γερμανίας, RBB Γερμανίας, Voiceglobe Βελγίου, Telefonica Ισπανίας, BCT Ελλάδας κ.α. 10. ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ Ιnstitute of Electrical and Electronics Engineers (ΙΕΕΕ) International Federation for Information Processing (IFIP) Euromicro Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας Πανελλήνιος Σύλλογος Διπλωματούχων Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων Μηχανικών 11. ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ Αριστη γνώση της Αγγλικής 8

11 12. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝΤΑ Σχεδιασμός Υπολογιστικών και Επικοινωνιακών Συστημάτων Σχεδιασμός Συστημάτων Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Κρυπτογραφία, Υλοποίηση σε Υλικό Αλγορίθμων Κρυπτογραφίας 13. ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ Έχει δημοσιεύσει άνω των 200 εργασιών σε διεθνή περιοδικά, συνέδρια, workshops, πατέντες, ερευνητικά υπομνήματα. Παρακάτω παρατίθενται οι δημοσιεύσεις σε διεθνή περιοδικά και συνέδρια των τελευταίων 7 χρόνων Πρόσφατες Δημοσιεύσεις σε Διεθνή Περιοδικά: ΔΠ62. Efthymiopoulos, N., Christakidis, A., Fiedler, J., Dempsey, S., Koutsopoulos, K., Denazis, S., Tombros, S., Garvey, S., Koufopavlou, O. VITAL++, A New Communication Paradigm: Embedding P2P Technology in Next Generation Networks, IEEE Communications Magazine, v. 49, n. 1, pp , January ΔΠ61. Efthymiopoulos, N., Christakidis, A., Denazis, S., Koufopavlou, O., LiquidStream-network dependent dynamic P2P live streaming, Peer-to-Peer Networking and Applications, v. 4, n. 1, pp , January ΔΠ60. Tychopoulos, A., Zakynthinos, H., Avramopoulos, H., Koufopavlou, O., Inband-FEC as a low-cost performance upgrade to already-deployed SDH-SONET Optical Communications Channels, The Mediterranean Journal of Electronics and Communications, v. 6, n. 2, pp , January ΔΠ59. Rjoub, A.; Mousameh, M.; Koufopavlou, O. Full custom low-power/high performance DDP-based Cobra-H64 cipher, Computers and Electrical Engineering, v. 36, n. 1, pp , January ΔΠ58. Chrysoulas, C., Haleplidis, E., Haas, R., Denazis, S., Koufopavlou, O.,"A Web- Services Based Architecture for Dynamic-Service Deployment, Lecture Notes in Computer Science, vo. 4388, pp , ΔΠ57. Haleplidis, E., Haas, R., Denazis, S., Koufopavlou, O., "A Web Service- and ForCES-based Programmable Router Architecture", Lecture Notes in Computer Science, vo. 4388, pp , ΔΠ56. Chrysoulas, C., Koufopavlou, O., Proposing a service-enabled semantic grid model International Journal of Autonomous and Adaptive Communications Systems, vo. 2, no. 4, pp , ΔΠ55. Selimis, G., Fournaris, A., Kostopoulos, G., Koufopavlou, O., Software and hardware issues in smart card technology, IEEE Communications Surveys and Tutorials, v. 11, n. 3, pp , July

12 ΔΠ54. Selimis, G.N., Fournaris, A.P., Michail, H.E., Koufopavlou, O.,"Improved throughput bit-serial multiplier for GF(2m) fields", Integration, the VLSI Journal, vo. 42, no. 2, pp , February ΔΠ53. Chrysoulas, C., Haleplidis, E., Kostopoulos, G., Haas, R., Koufopavlou, O.,"Towards a resource management and service deployment framework, International Journal of Network Management, vo. 18, no. 4, pp , July ΔΠ52. Fournaris, A.P., Koufopavlou, O.,"Versatile multiplier architectures in GF (2k) fields using the Montgomery multiplication algorithm", Integration, the VLSI Journal, vo. 41, no. 3, pp , May ΔΠ51. Chrysoulas, C., Haleplidis, E., Kostopoulos, G., Haas, R., Denazis, S., Koufopavlou, O.,"Towards a service-enabled distributed router architecture", IET Circuits, Devices and Systems, vo. 2, no. 1, pp.60-68, February ΔΠ50. Selimis, G., Kakarountas, A., Fournaris, A., Milidonis, A., Koufopavlou, O., " A Low Power Design for SBOX Cryptographic Primitive of Advanced Encryption Standard for Mobile End-Users", Journal of Low Power Electronics (JOLPE), vo.3, no. 3, pp (10), December ΔΠ49. Fournaris, A.P., Koufopavlou, O., "Applying systolic multiplication-inversion architectures based on modified extended Euclidean algorithm for GF(2k) in elliptic curve cryptography", Computers and Electrical Engineering, vo. 33, no. 5-6,pp , September ΔΠ48. Kitsos, P., Sklavos, N., Koufopavlou, O., "UMTS security: System architecture and hardware implementation", Wireless Communications and Mobile Computing, vo. 7, no. 4, pp. 483,494, May Πρόσφατες Δημοσιεύσεις σε Συνέδρια: ΠΚ116. Fournaris, A., P., Koufopavlou, O., Efficient CRT RSA with SCA Countermeasures Proceedings of the 14th Euromicro Conference on Digital System Design, Architectures, Methods and Tools (DSD '09), Oulou, Finland, pp , August 31 September 2, ΠΚ115. Haleplidis, E., Tranoris, C., Denazis, S., Koufopavlou, O., Adopting software engineering practices to network processor devices, Proceedings of the 2010 International Conference on Network and Service Management (CNSM), Niagara Falls, USA, pp , October 25-29, ΠΚ114. Avouris, N., Kaxiras, S., Koufopavlou, O., Sgarbas, K., Stathopoulou, P., Teaching Introduction to Computing Through a Project-Based Collaborative Learning Approach, Proceedings of the 14th Panhellenic Conference on Informatics, Tripoli, Greece, pp , September 10-12, ΠΚ113. Christakidis, A., Efthymiopoulos, N., Denazis, S., Koufopavlou, O., On the architecture and the design of P2P live streaming system schedulers, Proceedings of the Ultra Modern Telecommunications & Workshops 2009 (ICUMT '09), St. Petersburg, Russia, pp. 1-8, October 12-14,

13 ΠΚ112. Fournaris, A., P., Koufopavlou, O., One Dimensional Systolic Inversion Architecture Based on Modified GF(2^k) Extended Euclidean Algorithm Proceedings of the 12th Euromicro Conference on Digital System Design, Architectures, Methods and Tools (DSD '09), Patras, Greece, pp , August 27-29, ΠΚ111. Fournaris, A., P., Koufopavlou, O., Low area elliptic curve arithmetic unit Proceedings of the IEEE International Symposium on Circuits and Systems, Taipei, Taiwan, pp , May 24-27,2009. ΠΚ110. Kitsos, P., Selimis, G., Koufopavlou, O., "High Performance ASIC Implementation of the SNOW 3G Stream Cipher", Proceedings of the 16th IFIP WG 10.5/IEEE International Conference on Very Large Scale Integration, VLSI-SoC 2008, Rhodes Island, Greece, pp. XXX-XXX, October 13-15, ΠΚ109. Christakidis, A., Efthymiopoulos, N., Denazis, S., Koufopavlou, O., P2P- InfoReflect: Dynamic Locality-Aware and Multi-balanced Overlay for Network Dependent Applications and Services Full text, Proceedings of the th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications, Dalian, China, pp , September 25-27, ΠΚ108. Efthymiopoulos, N., Christakidis, A., Denazis, S., Koufopavlou, O., L-CAN: Locality Aware Structured Overlay for P2P Live Streaming, Proceedings of the 11th IFIP/IEEE International Conference on Management of Multimedia and Mobile Networks and Services.(MMNS 2008), Samos Island, Greece, pp. XXX-XXX, September 22-26, ΠΚ107. Fournaris, A.P., Koufopavlou, O.,"Creating an Elliptic Curve arithmetic unit for use in Elliptic Curve Cryptography",2008,"IEEE Symposium on Emerging Technologies and Factory Automation, Proceedings of the ETFA, Hamburg, Germany, pp , September 15-18, ΠΚ106. Kitsos, P., Selimis, G., Koufopavlou, O., Skodras, A.N.,"A hardware implementation of CURUPIRA block cipher for wireless sensors", Proceedings of the 11th EUROMICRO Conference on Digital System Design Architectures, Methods and Tools (DSD 2008), Parma, Italy, pp , September 3-5, ΠΚ105. Tychopoulos, A., Zakynthinos, P., Koufopavlou, O., Avramopoulos, H.,"Employing concatenated-fec to mitigate polarization-sensitivity in all-optical wavelength-conversion", Proceedings of the 6th International Symposium Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP 08), Graz, Austria, pp , July 23-25, ΠΚ104. Kitsos, P., Koufopavlou, O., "An FPGA-based implementation of the Pomaranch stream cipher, Proceedings of the 3rd International Conference on Mobile Multimedia Communications, Nafpaktos, Greece, pp. XXX-XXX, August 27-29, ΠΚ103. Rjoub, A., Musameh, M., Koufopavlou, O., An optimal low-power/high performance DDP-based Cobra-H64 cipher, Proceedings of the 3rd International Conference on Mobile Multimedia Communications, Nafpaktos, Greece, pp. XXX-XXX, August 27-29,

14 ΠΚ102. Kostopoulos, G., Koufopavlou, O., "NASS-IMS bundled authentication study through core network concepts, Proceedings of the 3rd International Conference on Mobile Multimedia Communications, Nafpaktos, Greece, pp. XXX-XXX, August 27-29, ΠΚ101. Sklavos, N., Denazis. S., Koufopavlou, O., AAA and mobile networks: security aspects and architectural efficiency, Proceedings of the 3rd International Conference on Mobile Multimedia Communications, Nafpaktos, Greece, pp. XXX-XXX, August 27-29, ΠΚ100. Chrysoulas, C., Koumoutsos, G., Denazis, S., Thramboulidis, K., Koufopavlou, O.,"Dynamic service deployment using an ontology-based description of devices and services", 3rd International Conference on Networking and Services (ICNS 2007), Athens, Greece, pp. XXX-XXX, June 19-25, ΠΚ99. Kostopoulos, G., Koufopavlou, O.,"Security analysis of SIP signalling during NASS-IMS bundled authentication", 3rd International Conference on Networking and Services (ICNS 2007), Athens Greece, pp. XXX-XXX, June 19-25, ΠΚ98. Tychopoulos, A., Koufopavlou, O.,"Optimization of the "FOCUS" inband-fec architecture for 10-Gbps SDH/SONET optical communication channels", Proceedings of the Design, Automation and Test in Europe (DATE), Nice, France, pp , April 16-20, ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Μετά την απόκτηση του διπλώματος του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού ο Οδυσσέας Κουφοπαύλου, παρέμεινε στο εργαστήριο Ενσύρματης Τηλεπικοινωνίας σαν ερευνητής. Μέχρι το 1988 ήταν μέλος μιας εξαμελούς ερευνητικής ομάδας, που είχε αντικείμενο την ανάπτυξη ενός ηλεκτρονικού συγκεντρωτή τηλεφωνικών γραμμών (LCUP-96) για τη σύνδεση 96 συνδρομητών μέσω 18 ζευκτικών γραμμών. Σημαντική ήταν η συνεισφορά του συγκεντρωτή στο σχεδιασμό φερεσυχνικών προσαρμογέων. Συγκρινόμενος με άλλες παρόμοιες προσφερόμενες συσκευές υψηλής τεχνολογίας στη διεθνή αγορά, ο συγκεντρωτής που αναπτύχθηκε είχε καινοτομίες στην αρχιτεκτονική, στο υλικό (hardware) και τη λειτουργία. Ένα βιομηχανικό πρότυπο ολοκληρώθηκε σε συνεργασία με την ελληνική κατασκευαστική εταιρεία τηλεπικοινωνιακού υλικού, Intracom. Το 1985 άρχισε την ερευνητική του δραστηριότητα στο χώρο της σχεδίασης VLSI στο εργαστήριο Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων, όπου και ξεκίνησε την εκπόνηση της διδακτορικής του διατριβής. Τίτλος της διατριβής του ήταν: "Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Μεγάλης Κλίμακας (VLSI) για Υπολογιστικές Μηχανές Επεξεργασίας Σημάτων". Στα πλαίσια αυτής της διατριβής σχεδιάστηκε η αρχιτεκτονική μιας διάταξης επεξεργαστών ειδικού σκοπού που υλοποιεί έναν αλγόριθμο για ανακατασκευή τομογραφικής εικόνας υψηλής ποιότητας, η οποία και ολοκληρώθηκε με τη τεχνική VLSI. Ειδικότερα, υλοποιήθηκε ένας αλγόριθμος για ανακατασκευή τομογραφικής εικόνας με Lagrange πολλαπλασιαστές, που είναι αρκετά γρήγορος, ενώ ταυτόχρονα έχει την ποιότητα των ART μεθόδων. Άλλες ερευνητικές προσπάθειες, που είχαν γίνει για υλοποιήσεις αλγορίθμων ART μεθόδου δεν είχαν πρακτική εφαρμογή, διότι απαιτούσαν 12

15 ένα πολύ μεγάλο αριθμό από μονάδες επεξεργασίας. Στη διδακτορική διατριβή παρουσιάστηκε μία νέα αρχιτεκτονική με διάταξη επεξεργαστών (array processor), που υλοποιεί τον προαναφερθέντα αλγόριθμο χρησιμοποιώντας ένα περιορισμένο αριθμό μονάδων επεξεργασίας ειδικού σκοπού. Η λειτουργία της διάταξης επεξεργαστών στηρίζεται στις αρχές της αλυσιδωτής (pipeline) επεξεργασίας και το σημαντικό είναι ότι οι καθυστερήσεις που οφείλονται σε επικοινωνία έχουν εξαλειφθεί εκτελώντας ταυτόχρονα τις αριθμητικές και λογικές λειτουργίες με τη μετακίνηση των δεδομένων. Η σχεδίαση που προτάθηκε και υλοποιήθηκε αξιοποιεί πλήρως τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του αλγορίθμου για να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή αξιοποίηση του χρησιμοποιούμενου υλικού (hardware). Πραγματοποιήθηκε η πλήρης σχεδίαση των μονάδων της διάταξης επεξεργαστών και αντιμετωπίστηκαν επιτυχώς προβλήματα συγχρονισμού και επικοινωνίας των μονάδων του συστήματος. Παρουσιάστηκε επίσης λεπτομερώς ο τρόπος ανταλλαγής δεδομένων του συστήματος με τον κεντρικό υπολογιστή (host). Οι μονάδες της διάταξης των επεξεργαστών σχεδιάστηκαν με τη τεχνική VLSI χρησιμοποιώντας CMOS τεχνολογία και βιβλιοθήκη τυποποιημένων δομικών στοιχείων (standard cell). Η σχεδίαση έγινε χρησιμοποιώντας το λογισμικό πακέτο για σχεδίαση VLSI, VENUS-S της εταιρείας SIEMENS. Τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων της σχεδίασης απέδειξαν ότι με το σύστημα αυτό επιτεύχθηκε η ανακατασκευή τομογραφικής εικόνας σε πραγματικό χρόνο. Μετά τη VLSI υλοποίηση του συστήματος, αυτοματοποιήθηκε η σχεδίαση της βασικότερης μονάδας της διάταξης, ο αθροιστής/αφαιρέτης, με τη δημιουργία μιας γεννήτριας κυκλωμάτων (module generator). Η γεννήτρια δέχεται σαν παραμέτρους το μέγεθος δυαδικών ψηφίων των εισόδων του κυκλώματος καθώς και τον καταλαμβανόμενο χώρο και παράγει τη σχεδίαση VLSI ενός look-ahead carry αθροιστή/αφαιρέτη σε αναπαράσταση συμπληρώματος ως προς δύο. Ο σχεδιασμός της γεννήτριας κυκλωμάτων πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της ερευνητικής προσπάθειας του εργαστηρίου Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων στην ανάπτυξη ενός περιβάλλοντος για σχεδιασμό VLSI που αποτελείται από γεννήτριες κυκλωμάτων (Ascarid). Συμμετείχε στην ανάπτυξη και άλλων γεννητριών κυκλωμάτων, χρησιμοποιώντας το προαναφερθέντα περιβάλλον, όπως η γεννήτρια μετατροπής αναπαράστασης αριθμών και η γεννήτρια για την έκφραση ψηφιακών σημάτων σε decibels. Παράλληλα με την εκπόνηση της διδακτορικής του διατριβής, βοήθησε σημαντικά στην οργάνωση του νεοϊδρυθέντος εργαστηρίου Σχεδιασμού Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI. Στο διάστημα αυτό συμμετείχε επίσης σε ερευνητικό πρόγραμμα του εργαστηρίου χρηματοδοτούμενο από τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας, με αντικείμενο το σχεδιασμό μιας αρχιτεκτονικής ενός πλήρους ψηφιακού αναλυτή φάσματος και την υλοποίησή της με τη τεχνική VLSI. Συμμετείχε επίσης στο σχεδιασμό μιας αρχιτεκτονικής για την υλοποίηση ενός νέου, παράλληλου αλγόριθμου αναδρομικής μορφής για LS συστήματα αναγνώρισης και στο σχεδιασμό ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος για τη δημιουργία πολύπλοκων παλμοδοτήσεων για τον έλεγχο διατάξεων ηλεκτρονικών ισχύος. Από τον Αύγουστο του 1990 μέχρι το Απρίλιο του 1994 εργάστηκε στο ερευνητικό κέντρο της εταιρείας "International Business Machines" (IBM T.J. Watson Research Center) στο 13

16 εργαστήριο "High Bandwidth Systems". Προσλήφθηκε ως Post-Doc και μετά από ένα χρόνο του προσφέρθηκε η μόνιμη θέση του Advisory Engineer. Συμμετείχε στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός πρωτότυπου προσαρμογέα (adapter) για υποσυστήματα επικοινωνίας υπολογιστών υψηλής απόδοσης. Ο προσαρμογέας είναι ένα υποσύστημα επικοινωνίας που εξυπηρετεί τη μεταφορά κίνησης. Οι προσαρτήσεις του (attachments), είναι είτε δίκτυα υπολογιστών, είτε κανάλια (busses) υπολογιστών. Για την υλοποίηση του προσαρμογέα συμμετείχε στο σχεδιασμό VLSI ενός αριθμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (chips) σε CMOS τεχνολογία. Η σχεδίαση έχει γίνει με χρήση εργαλείων VLSI σχεδιασμού της ΙΒΜ. Για όλες τις σχεδιάσεις χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα περιγραφής κυκλωμάτων VHDL. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν κατασκευαστεί και ελεγχθεί. H IBM προσφέρει προϊόντα στη διεθνή αγορά, που έχουν βασικό δομικό στοιχείο τον αναφερόμενο προσαρμογέα. Για την συμβολή του στο έργο αυτό έχει τιμηθεί με το βραβείο Research Division Award. Ταυτόχρονα με τη σχεδίαση του προσαρμογέα ασχολήθηκε και με την παραλληλοποίηση πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Ειδικότερα έχει προτείνει έναν παραλληλισμό του ευρέως χρησιμοποιούμενου στα δίκτυα υπολογιστών πρωτοκόλλου TCP/IP. Η εργασία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν βάση για υλοποίηση σε σχεδιάσεις πολυεπεξεργασίας. Έχει επίσης προτείνει μία υψηλής απόδοσης υλοποίηση του TCP πρωτοκόλλου σε μία υβριδική σχεδίαση που βασίζεται στην αναφερθείσα ανάλυση παραλληλισμού. Από τον Απρίλιο του 1994 μέχρι και τον Ιούλιο του 1999 εργάστηκε ως επίκουρος καθηγητής, από το Ιούλιο του 1999 μέχρι και το Νοέμβριο του 2004 ως αναπληρωτής καθηγητής και από τότε μέχρι σήμερα εργάζεται ως καθηγητής στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η ερευνητική του δραστηριότητα επικεντρώνεται κυρίως σε θέματα σχεδιασμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, συστημάτων χαμηλής κατανάλωσης ισχύος, των υλοποιήσεων κρυπτογραφικών συστημάτων και έξυπνων καρτών, των αρχιτεκτονικών και υλοποιήσεων τηλεπικοινωνιακών υποσυστημάτων υψηλής απόδοσης. Καλύπτει όλα τα επίπεδα περιγραφής (αλγορίθμου, αρχιτεκτονικής, καταχωρητών, λογικής, κυκλώματος) και για διαφορετικό τύπο κυκλωμάτων (σύγχρονα ή ασύγχρονα). Στο επίπεδο κυκλώματος αναπτύχθηκαν αναλυτικά μοντέλα για τον υπολογισμό της χρονικής απόκρισης και της κατανάλωσης ενέργειας σε στατικά κυκλώματα τεχνολογίας CMOS. Τα μοντέλα αυτά παρέχουν υψηλή ακρίβεια. Η αναλυτική τους φύση οδηγεί σε μικρούς χρόνους υπολογισμού, αποφεύγοντας τη χρησιμοποίηση χρονοβόρων αριθμητικών μεθόδων. Αρχικά, μοντελοποιήθηκε η χρονική απόκριση και η κατανάλωση ενέργειας του αντιστροφέα CMOS. Ακολουθώντας μια διεξοδική ανάλυση της λειτουργίας του αντιστροφέα, προέκυψαν αναλυτικές εκφράσεις για την κυματομορφή της τάσης εξόδου του. Οι εκφράσεις αυτές είναι αξιόπιστες για όλες τις περιοχές λειτουργίας του αντιστροφέα και για κάθε κλίση της κυματομορφής της τάσης εισόδου. Λαμβάνουν υπόψη τις επιδράσεις του ρεύματος του τρανζίστορ μέσω του οποίου φορτίζεται ή εκφορτίζεται ο κόμβος εξόδου, του ρεύματος βραχυκυκλώματος, της χωρητικότητας εξόδου και της χωρητικότητας σύζευξης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του αντιστροφέα. Με βάση την ανάλυση της κυματομορφής εξόδου, παρήχθησαν ακριβείς εκφράσεις για τον υπολογισμό της καθυστέρησης του αντιστροφέα (το σφάλμα σε σχέση με το SPICE μικρότερο από 5% στις περισσότερες περιπτώσεις). Επίσης, καθορίστηκε και 14

17 ο ενεργός χρόνος μετάβασης εξόδου, έτσι ώστε το μοντέλο χρονικής απόκρισης να μπορεί να εφαρμοστεί σε αλυσίδες αντιστροφέων. Επειδή η συνιστώσα της δυναμικής κατανάλωσης ενέργειας που οφείλεται στη φόρτιση ή την εκφόρτιση της χωρητικότητας εξόδου είναι εύκολο να εκτιμηθεί, δόθηκε έμφαση στον υπολογισμό της ενέργειας βραχυκυκλώματος, η οποία εξαρτάται από την κλίση της κυματομορφής εισόδου, την χωρητικότητα εξόδου, την τάση τροφοδοσίας και τα εσωτερικά χαρακτηριστικά των πυλών. Ο υπολογισμός της κατανάλωσης ενέργειας βραχυκυκλώματος του αντιστροφέα, βασίστηκε στις αναλυτικές εκφράσεις της κυματομορφής της τάσης εξόδου του. Τα προτεινόμενα αναλυτικά μοντέλα χρονικής απόκρισης και κατανάλωσης ενέργειας βραχυκυκλώματος, βασίστηκαν σε τρία μοντέλα τρανζίστορ MOS. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε το προσεγγιστικό τετραγωνικό μοντέλο MOS φορτίου υποστρώματος, το οποίο είναι αξιόπιστο για τρανζίστορ με μεγάλο μήκος καναλιού. Επειδή όμως το τετραγωνικό μοντέλο δεν παρέχει υψηλή ακρίβεια στην περίπτωση τρανζίστορ με μικρό μήκος καναλιού, χρησιμοποιήθηκαν δύο ακόμη μοντέλα MOS. Ένα απλό μοντέλο, το οποίο λαμβάνει υπόψη το φαινόμενο κορεσμού της ταχύτητας των φορέων και είναι αξιόπιστο για τρανζίστορ υπομικρομέτρου, και ένα πιο εξελιγμένο που ονομάζεται μοντέλο MOS δύναμης του α. Το τελευταίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε μήκος καναλιού, εξασφαλίζοντας ακριβέστερη μοντελοποίηση του φαινομένου κορεσμού της ταχύτητας των φορέων, που έχει πολύ σημαντική επίδραση στα τρανζίστορ με μικρό μήκος καναλιού. Μετά τη μοντελοποίηση του αντιστροφέα CMOS, αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία για την αναγωγή στατικών πυλών CMOS σε ισοδύναμους αντιστροφείς. Συνδυάζοντας την μεθοδολογία αυτή με τα μοντέλα που παράχθηκαν για τον αντιστροφέα, μπορεί να επιτευχθεί γρήγορα και με ακρίβεια ο υπολογισμός της χρονικής απόκρισης και της κατανάλωσης ενέργειας βραχυκυκλώματος των πυλών. Η αναγωγή μιας πύλης σε ισοδύναμο αντιστροφέα, βασίστηκε στην ανάλυση της λειτουργίας των σειριακά και παράλληλα συνδεδεμένων τρανζίστορ, όταν αυτά λειτουργούν ως κλάδος φόρτισης ή εκφόρτισης του κόμβου εξόδου και όταν λειτουργούν ως κλάδος βραχυκυκλώματος της πύλης. Κατά την ανάλυση αυτή, συμπεριελήφθησαν οι επιδράσεις του φορτίου εξόδου, του χρόνου μετάβασης εισόδου, του αριθμού και της θέσης των εισόδων που βρίσκονται υπό μετάβαση, του φαινομένου σώματος και των χωρητικοτήτων των εσωτερικών κόμβων. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τα αναλυτικά μοντέλα παρουσιάζουν πολύ καλή συμφωνία με εκείνα που παράγονται από κυκλωματικές εξομοιώσεις με το εργαλείο SPICE. Έχει προταθεί επίσης μία χαμηλής ισχύος αρχιτεκτονική καναλιού που βασίζεται στη τεχνική του μειωμένου εύρους (reduced swing) τάσεως. Σε αυτή ένας οδηγός (driver) και ένας δέκτης (receiver) έχουν σχεδιαστεί με την χρησιμοποίηση απλών αρχών σχεδιασμού για τεχνολογία CMOS. Με αυτό το τρόπο επιτυγχάνεται μείωση της κατανάλωσης ισχύος με ταυτόχρονη αύξηση της απόδοσης αλλά με αύξηση του συνολικού καταλαμβανόμενου χώρου. Για την επέκταση της αρχιτεκτονικής αυτής για να καλύπτει περιπτώσεις οδήγησης μεγάλων εσωτερικών γραμμών έχει προταθεί και η σχεδίαση ενός επαναλήπτη (repeater). Προτάθηκαν αρχιτεκτονικές για την υλοποίηση με την χρήση διατάξεων υλικού συστημάτων κρυπτογραφίας, για τα πρωτόκολλα των κινητών επικοινωνιών. Μέχρι 15

18 πρόσφατα τα περισσότερα σύνθετα συστήματα κρυπτογραφίας έχουν υλοποιηθεί με την χρήση λογισμικού. Ο βασικότερος λόγος αυτής της προσέγγισης είναι η ευρεία γνώση των διαφόρων πακέτων λογισμικού. Ωστόσο, οι αυξανόμενες ανάγκες υπολογιστικής ισχύος, δεν μπορούν να καλυφθούν ικανοποιητικά από επεξεργαστές ειδικού σκοπού. Για το λόγο αυτό οι υλοποιήσεις σε υλικό παρουσιάζονται ως η μόνη αξιόπιστη λύση, για εφαρμογές με αυξημένες απαιτήσεις για μεγάλες ταχύτητες μετασχηματισμού δεδομένων. Λαμβάνοντας υπόψη τις προδιαγραφές λειτουργίας των πρωτοκόλλων κρυπτογραφίας προτάθηκαν τεχνικές σχεδιασμού και μεθοδολογίες υλοποίησης των επιπέδων ασφαλείας. Με τις προτεινόμενες αρχιτεκτονικές έχει επιτευχθεί μια εφικτή εξισορρόπηση ανάμεσα στην απόδοση και στις απαιτήσεις των υλοποιήσεων, ως προς τους διαθέσιμους πόρους που δεσμεύονται. Η ευελιξία και η καταλληλόλητα των προτεινόμενων συστημάτων αποδεικνύεται από τα αποτελέσματα των υλοποιήσεων, με τη χρήση διατάξεων υλικού. Συγκεκριμένα, οι μεγάλες ταχύτητες μετασχηματισμού δεδομένων, σε συνδυασμό με την ελάχιστη δυνατή δέσμευση επιφανείας, εξασφαλίζουν την καταλληλόλητα, της χρησιμοποίησης των προτεινόμενων αρχιτεκτονικών, στα σύγχρονα δίκτυα ασύρματης μετάδοσης. Επικεντρώθηκε η έρευνα σε μεθοδολογίες και τεχνικές σχεδιασμού για την υλοποίηση νέων προτύπων, όσο αφορά τους αλγορίθμους κρυπτογράφησης. Οι αρχιτεκτονικές που προτάθηκαν συμπεριλαμβάνουν τόσο την κατηγορία των αλγορίθμων μετατροπής τμημάτων (block ciphers), όσο και την κατηγορία των συναρτήσεων κατακερματισμού (hash functions). Προτάθηκαν συστήματα για την υλοποίηση των συγχρόνων προτύπων ασφαλείας υποστηρίζοντας πολλαπλές λειτουργίες κάθε φορά, με την χρήση της ίδιας διάταξης υλικού. Τα αποτελέσματα της σύνθεσης που παρουσιάστηκαν, σε όρους απόδοσης και επιφανείας αποδεικνύουν της ευελιξία των προτεινόμενων μεθοδολογιών, για την υλοποίηση αυτών των συστημάτων. Οι συγκρίσεις με άλλες δημοσιευμένες υλοποιήσεις άλλων ερευνητικών ομάδων, αποδεικνύουν τα πλεονεκτήματα των προτεινόμενων μεθοδολογιών σχεδιασμού και προσεγγίσεων υλοποίησης. Παρουσιάστηκε η υλοποίηση της αρχιτεκτονικής ασφαλείας του συστήματος Bluetooth. Το Bluetooth εφαρμόζεται σε κινητά συστήματα τηλεπικοινωνιών. Το κύριο μέλημα της έρευνας αυτής είναι η οι υλοποιήσεις που μειώνουν την επιφάνεια ολοκλήρωσης. Η βασική μονάδα της αρχιτεκτονικής ασφαλείας του Bluetooth είναι ο 128-bit αλγόριθμος τμήματος SAFER+. Έτσι έγιναν υλοποιήσεις με μικρή επιφάνεια ολοκλήρωσης, για τον SAFER+ και για την αρχιτεκτονική παραγωγής κλειδιών που χρησιμοποιούνται στην πιστοποίηση. Επίσης παρουσιάστηκε μια επαναπροσδιοριζόμενη αρχιτεκτονική και υλοποίηση των αλγορίθμων πιστοποίησης και παραγωγής κλειδιού κρυπτογράφησης. Με τη χρήση μιας μόνο υπομονάδας εκτελείται είτε η πιστοποίηση είτε η παραγωγή του κλειδιού κρυπτογράφησης. Επίσης παρουσιάστηκε ένας επαναπροσδιοριζόμενος πολλαπλασιαστής-διαιρέτης πολυωνύμων που έχει δυνατότητα λειτουργίας με τυχαία και μεταβλητού μήκους πολυώνυμα, που χρησιμοποιείται στην μονάδα κρυπτογράφησης/αποκρυπτογράφησης των δεδομένων Bluetooth. Έχει μελετηθεί αναλυτικά το σύστημα ασφαλείας του UMTS και προτάθηκαν πρωτότυπες υλοποιήσεις των αλγορίθμων, f8 και f9, με κύριο στόχο της ελαχιστοποίηση του μεγέθους του κυκλώματος. Παρουσιάστηκαν αποδοτικές υλοποιήσεις του αλγορίθμου KASUMI, που είναι η βάση των f8 και f9, με χρήση της τεχνικής της εσωτερικής διοχέτευσης για την μείωση της καθυστέρησης του κρίσιμου μονοπατιού. 16

19 Έχει γίνει υλοποίηση του συστήματος ασφαλείας του GPRS, που παρουσιάζει αρκετές ομοιότητες με αυτό του UMTS. Εκτός από τα συστήματα ασφάλειας των ασύρματων πρωτοκόλλων, έχουν μελετηθεί νέοι αλγόριθμοι που μπορούν να αντιμετωπίζουν με μεγαλύτερη ευκολία κρυπταναλυτικές επιθέσεις. Τέτοιοι αλγόριθμοι είναι οι, MISTY1 και Whirlpool. Στην κατεύθυνση αυτή κινείται και το πρότυπο ISO/IEC που περιλαμβάνει αλγορίθμους τμήματος των 64-bit με κλειδί λειτουργίας 128-bit και 192-bit. Έτσι έχουν γίνει υλοποιήσεις των αλγορίθμων Triple-DES, MISTY1 και KHAZAD. Έχει γίνει μια συγκριτική μελέτη υλοποιήσεων των παραπάνω αλγορίθμων για να διαπιστωθεί ποιος είναι ο καταλληλότερες για υλοποίηση σε υλικό. Παρουσιάστηκαν δύο επαναπροσδιοριζόμενες υλοποιήσεις πολλαπλασιαστών πολυωνύμων στο πεπερασμένο πεδίο GF(2 m ). Πιο συγκεκριμένα παρουσιάστηκαν οι επαναπροσδιοριζόμενες υλοποιήσεις του Πολλαπλασιαστή Σημαντικότερου Ψηφίου (ΠΣΨ) και του Πολλαπλασιαστή Λιγότερου Σημαντικού Ψηφίου (ΠΛΣΨ). Τέτοια είδη πολλαπλασιαστών χρησιμοποιούνται ευρέως σε κρυπτοσυστήματα δημόσιου κλειδιού και ιδιαίτερα στους αλγόριθμους RSA και Ελλειπτικών Καμπύλων. Σημαντική ερευνητική προσπάθεια έχει γίνει και στο τομέα του σχεδιασμού κυκλωμάτων χαμηλής κατανάλωσης. Με χρήση της τεχνικής δυναμικής χαμηλής κύμανσης τάσης έχουν γίνει καινούργιες σχεδιάσεις διαύλων που περιλαμβάνουν τα τρία βασικά κυκλώματα οδηγών, επαναληπτών και δεκτών. Τέτοια κυκλώματα δίνουν την δυνατότητα της επιλογής της ιδανικής τιμής εσωτερικής χαμηλής κύμανσης τάσεως ώστε να επιτυγχάνονται τα καλύτερα αποτελέσματα σε επίπεδο ταχύτητας και μείωσης της ισχύος. Επίσης η προτεινόμενη τεχνική έχει αξιοποιηθεί και για την σχεδίαση λογικών πυλών για τις οικογένειες κυκλωμάτων Complementary Pass Transistor Logic, Cascade Voltage Switch Logic και Domino Logic. Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δείξει ότι η χρήση της τεχνικής δυναμικής χαμηλής κύμανσης τάσης επιτυγχάνει μείωση της συνολικής κατανάλωσης ισχύος, μείωση στο καταλαμβανόμενο χώρο πυριτίου και αύξηση της ταχύτητας επεξεργασίας. Για την επίτευξη καλυτέρων αποτελεσμάτων (μείωση χώρου, χρόνου και συνολικής κατανάλωσης ισχύος) στα ίδια κυκλώματα (δίαυλοι, λογικές οικογένειες) έχει χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία τάσης πολυ-κατωφλίου (multithreshold voltage), μειώνοντας έτσι την κύμανση τάσεως με τη χρήση στο ίδιο κύκλωμα τρανζίστορ υψηλής και χαμηλής τάσης κατωφλίου. Για το σχεδιασμό λογικών πυλών έχουν προταθεί διάφοροι σχεδιασμοί με σκοπό την μείωση της συνολικής κατανάλωση ισχύος. Σε σύνθετα κυκλώματα και μεγάλους σχεδιασμούς, όπως οι πολλαπλασιαστές, η χρήση της τεχνικής χαμηλής κύμανσης έχει δώσει αξιόλογα αποτελέσματα όσον αφορά την μείωση της κατανάλωση ισχύος χωρίς να αυξηθεί ο συνολικός χρόνος καθυστέρησης των κυκλωμάτων. Μελετήθηκαν αλγόριθμοι κρυπτογραφίας δημοσίου κλειδιού (σύστημα RSA και διάφορα σχήματα κρυπτογραφίας ελλειπτικών καμπυλών) και καταστρώθηκε μια μεθοδολογία σχεδιασμού τους. Σε αυτή τη μεθοδολογία σχεδιασμού δίνεται μεγάλο βάρος στη βελτιστοποίηση των πράξεων στα πεπερασμένα πεδία που ορίζουν την κρυπτογραφία δημοσίου κλειδιού. Αυτά τα πεπερασμένα πεδία είναι τα GF(p) (πρώτα πεδία) και τα 17

20 GF(2 k ) (πεπερασμένα πεδία δυαδικής επέκτασης). Στα GF(p) πεδία βασίζεται η κρυπτογραφία ελλειπτικών καμπυλών και σε αυτά ανάγεται ο RSA, ενώ τα GF(2 k ) πεδία χρησιμοποιούνται κυρίως για κρυπτογραφία ελλειπτικών καμπυλών. Σε σχέση με την αριθμητική των GF(p), προτάθηκε η χρήση του αλγόριθμου του Montgomery για modulo πολλαπλασιασμό τροποποιημένου έτσι ώστε να χρησιμοποιεί Carry-Save πλεονάζουσα λογική καθώς και προϋπολογισμό τιμών. Με βάση αυτόν τον αλγόριθμο προκύπτει μια προτεινόμενη συστολική αρχιτεκτονική δύο διαστάσεων που επιτυγχάνει πολύ μεγάλη ταχύτητα εις βάρους σημαντικής αύξησης σε καλυπτόμενη επιφάνεια πάνω σε ολοκληρωμένο. Αυτή η αρχιτεκτονική τροποποιείται αλγοριθμικά έτσι ώστε να μην απαιτείται μετατροπή από Carry Save σε μη Carry Save μορφή των εισόδων της για επαναλαμβανόμενους πολλαπλασιασμούς ενώ μετατρέπεται σε συστολικό πίνακα μιας διάστασης για να μειωθεί η απαιτούμενη επιφάνεια. Η προκύπτουσα προτεινόμενη αρχιτεκτονική χρησιμοποιείται σε μονάδα ύψωσης σε δύναμη (που αποτελεί και την βασική αριθμητική πράξη του RSA). Η προτεινόμενη τέτοια μονάδα επιτυγχάνει πολύ καλύτερα αποτελέσματα σε σχέση με άλλες αρχιτεκτονικές τόσο ως προς την συχνότητα όσο και προς την ταχύτητα λειτουργίας. Σε σχέση με την αριθμητική των GF(2 k ), προτάθηκαν αλγόριθμοι και αρχιτεκτονικές για ευέλικτο πολλαπλασιασμό και για αντιστροφή, όταν χρησιμοποιείται πολυωνυμική βάση αναπαράστασης και μια μεθοδολογία πολλαπλασιασμού με αντίστοιχες σειριακές (SMPO) και παράλληλες αρχιτεκτονικές πολλαπλασιασμού όταν χρησιμοποιείται αναπαράσταση κανονικής βάσης. Πιο συγκεκριμένα, σε πολυωνυμική βάση αναπαράστασης, προτάθηκε μια τροποποιημένη έκδοση του Montgomery αλγόριθμου που επιτυγχάνει την πραγματοποίηση πολλαπλασιασμού για GF(2 k ) πεδία αλλά και για όλα τα GF(2 m ) πεδία με 0 < m < k. Η ευέλικτη αρχιτεκτονική αυτή δίνει πολύ ανώτερα αποτελέσματα σε σχέση με ευέλικτους πολλαπλασιαστές βασισμένους σε άλλους αλγορίθμους ενώ τα αποτελέσματά της είναι καλύτερα ακόμα και σε σύγκριση με πολλαπλασιαστές που δεν έχουν το χαρακτηριστικό της ευελιξίας (και το αντίστοιχο κόστος της). Όσον αφορά την GF(2 k ) αντιστροφή, προτάθηκε ένας αλγόριθμος, βασισμένος στον τροποποιημένο επεκτεταμένο αλγόριθμο του Ευκλείδη, που οδηγεί σε μια αρχιτεκτονική με λιγότερη πολυπλοκότητα στην λογική ελέγχου της. Ακόμα, χρησιμοποιώντας μια δυαδική έκδοση του τροποποιημένου αλγόριθμου του Ευκλείδη για αντιστροφή σε συνδυασμό με τον LSB αλγόριθμο πολλαπλασιασμού προτάθηκε ένας αλγόριθμος που χρησιμοποιώντας την αντιστροφή μπορεί να πραγματοποιήσει και πολλαπλασιασμό. Η αρχιτεκτονική που προκύπτει (μονάδα πολλαπλασιασμούαντιστροφής) παρουσιάζεται σε δύο μορφές, ως μιας διάστασης και ως δύο διαστάσεων συστολική δομή ενώ χρησιμοποιείται στην κατασκευή αριθμητικής μονάδας πράξεων Ελλειπτικών Καμπυλών. Σε αναπαράσταση κανονικής βάσης, προτάθηκε μια μεθοδολογία πραγματοποίησης πολλαπλασιασμού στην οποία χρησιμοποιούνται ιδιότητες της κανονικής βάσης για κατηγοριοποίηση και ζευγάρωμα των μερικών γινόμενων κάθε συντελεστή του πολυωνύμου του γινομένου ενώ η ύπαρξη ή όχι των γινομένων αυτών καθορίζεται από έναν προτεινόμενο πίνακα R. Με βάση αυτήν τη μεθοδολογία προτάθηκαν αρχιτεκτονικές σειριακές και παράλληλες που δίνουν ικανοποιητικά αποτελέσματα επιτυγχάνοντας τη μικρότερη δυνατή καθυστέρηση κρίσιμου μονοπατιού χωρίς αύξηση του αριθμού χρησιμοποιούμενων πυλών υλικού. Στα πλαίσια της αριθμητικής Ελλειπτικών Καμπυλών η οποία βασίζεται στα πεπερασμένα πεδία GF(p) ή GF(2 k ) (στην κρυπτογραφία), χρησιμοποιήθηκαν 18

21 προτεινόμενες αρχιτεκτονικές δομές για τα πεδία αυτά έτσι ώστε να προκύψει μια ανταγωνιστική αριθμητική μονάδα πράξεων για Ελλειπτικές Καμπύλες. Το πρόβλημα που εμφανίζεται σε μια τέτοια μονάδα έχει να κάνει με το μεγάλο κόστος σε πόρους υλικού αλλά και σε ταχύτητα, της αντιστροφής σε πεπερασμένα πεδία. Για αυτό και γενικά προσπάθειες καταβάλλονται να αποφευχθεί αυτή η πράξη αντικαθιστώντας την με πολλούς πολλαπλασιασμούς. Όμως, χρησιμοποιώντας την αρχιτεκτονική δομή που προτάθηκε για αντιστροφή-πολλαπλασιασμό σε GF(2 k ) (μονάδα πολλαπλασιασμούαντιστροφής) το προαναφερθέν κόστος εξαλείφεται. Με βάση αυτή την λογική, λοιπόν, προτάθηκαν δύο αρχιτεκτονικές αριθμητικής μονάδας Ελλειπτικών Καμπυλών, η μια βασισμένη στην δύο διαστάσεων συστολική αρχιτεκτονική πολλαπλασιασμούαντιστροφής και η άλλη βασισμένη στην μιας διάστασης συστολική αρχιτεκτονική πολλαπλασιασμού αντιστροφής. Οι προκύπτουσες αυτές μονάδες επιτυγχάνουν πολύ καλά αποτελέσματα εν συγκρίσει με άλλες υπάρχουσες αρχιτεκτονικές ενώ είναι ανθεκτικές σε κρυπταναλυτικές επιθέσεις τύπου side channel. Εχει προταθεί μια μεθοδολογία σχεδιασμού συστήματος ασφαλείας (επίπεδο πρωτοκόλλου, αλγοριθμικό, συστήματος) για συστήματα χαμηλών πόρων. Το πρωτόκολλο ασφαλείας στηρίζεται στον αλγόριθμο κρυπτογραφίας DES. Έχουν επιλεγεί οι κατάλληλοι μηχανισμοί ώστε να υποστηρίζεται το πρωτόκολλο ασφάλειας με κριτήριο τους μειωμένους πόρους της συσκευής. Έπειτα εφαρμόζονται τεχνικές χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και υλικού ώστε το προτεινόμενο σύστημα να διαχειριστεί πιο αποδοτικά την καταναλισκόμενη ισχύ αλλά και να είναι περιορισμένο σε επιφάνεια. Τέτοια συστήματα μπορεί να είναι έξυπνες κάρτες και RFID ετικέτες. Η μελέτη για τη σχεδίαση του συστήματος αυτού ξεκινά από το επίπεδο πρωτοκόλλου και τη λειτουργικότητα-μηχανισμοί που σχετίζονται με αυτό. Έπειτα ακολουθεί η επιλογή των αλγορίθμων που θα υποστηρίξουν το πρωτόκολλο. Σε επίπεδο αρχιτεκτονικής συστήματος προτάθηκαν νέες προτάσεις για την καλύτερη σύγκλιση των αλγόριθμων κρυπτογραφίας ικανοποιώντας τις απαιτήσεις του συνολικού συστήματος. Προτάθηκε η υλοποίηση ενός επαναπροσδιορίσιμου σειριακού πολλαπλασιαστή σε αριθμητική πεπερασμένων σωμάτων (Finite Fields) για συστήματα περιορισμένων πόρων. Ο υψηλός ρυθμός απόδοσης του πολλαπλασιασμού σε πεπερασμένα σώματα GF(2 m ) αποτελεί σημαντικό θέμα στα αριθμητικά συστήματα εξαιτίας της ποικιλίας εφαρμογών όπου εμπεριέχεται, όπως η κρυπτογραφία, η ανίχνευση σφαλμάτων και γενικότερα στα αριθμητικά προβλήματα της επιστήμης των υπολογιστών. Η απόδοση του πολλαπλασιαστή εξαρτάται άμεσα πρώτον από τον αριθμό των απαιτούμενων κύκλων ρολογιού για να εξαχθεί το αποτέλεσμα και δεύτερον την καθυστέρηση (critical path) - συχνότητα του κυκλώματος. Στους περισσότερους σειριακούς πολλαπλασιαστές GF(2 m ) δεν επιτυγχάνεται να μειωθεί ο αριθμός των απαιτούμενων κύκλων (κάτω από τον αριθμό m) για να εξαχθεί το αποτέλεσμα, χωρίς παράλληλα να αυξηθεί δραματικά η καθυστέρηση του κυκλώματος. Η αύξηση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν ο πολλαπλασιαστής σχεδιάζεται ώστε να είναι ευέλικτος (versatile), δηλαδή να υποστηρίζει πολλαπλασιασμό μέχρι m ψηφίων (όπου m ο μέγιστος αριθμός των ψηφίων που μπορεί να επεξεργαστεί ο πολλαπλασιαστής). Προτάθηκε ένας νέος versatile σειριακός MSB (Most Significant Bit) πολλαπλασιαστής για πεπερασμένα σώματα GF(2 m ) ο οποίος επιτυγχάνει 50% αύξηση κατά μέσο όρο στο ρυθμό απόδοσης όταν συγκρίνεται με τυπικές αρχιτεκτονικές σειριακών πολλαπλασιαστών, με κόστος μια μικρή αύξηση στη καθυστέρηση του κυκλώματος και 19

22 της επιφάνειας. Η βελτίωση αυτή επιτυγχάνεται με ταυτόχρονη μείωση κατά 33.4 % των απαιτούμενων κύκλων ρολογιού ώστε να εξαχθεί το αποτέλεσμα. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική μπορεί να διαχειριστεί δεδομένα μέχρι και μήκους ψηφίων m και είναι κατάλληλη για εφαρμογές όπου το πεδίο δεν είναι σταθερό. Η ελάττωση των απαιτούμενων κύκλων του αλγορίθμου προκαλεί ταυτόχρονη μείωση της καταναλισκόμενης ισχύος του συστήματος, δηλαδή της συνολικής ενέργειας που απαιτείται για να ολοκληρωθεί ο πολλαπλασιασμός. Η βασική κρυπτογραφική πράξη του αλγορίθμου AES (Advanced Encryption Standard), SuBBytes/InvSubBytes, με ιδιότητες χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και σε μικρό κόστος επιφάνειας είναι το δεύτερο δομικό κρυπτογραφικό στοιχείο που βελτιστοποιήθηκε. Αρχικά έγινε μια μελέτη διαφορετικών προσεγγίσεων-υλοποιήσεων του μετασχηματισμού SubBytes. Έπειτα παρουσιάστηκε η μεθοδολογία ώστε να καταλήξει στην προσέγγιση όπου είναι ιδανική για συστήματα χαμηλών πόρων. Μια εξίσου σημαντική πράξη του αλγορίθμου AES που βελτιστοποιήθηκε με σκοπό τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και τους μειωμένους πόρους σε υλικό είναι η MixColumns. Βρίσκοντας λογικές συνθήκες στην είσοδο του συστήματος ώστε να κρατάνε ανενεργά τα δομικά στοιχεία του, επιτυγχάνεται η εξοικονόμηση της συνολικής ενέργειας μειώνοντας το ρυθμό κατανάλωσης ισχύος. Παράλληλα, παρουσιάζεται μια τεχνική για τη διαμοίραση των πόρων σε υλικό για την εξαγωγή αποτελεσμάτων (resource sharing). Τέλος προτάθηκε μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία για σχεδιασμό κρυπτογραφικού επεξεργαστή χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και επιφάνειας. Προτάθηκε μια αρχιτεκτονική 8-bit περιορισμένης κατανάλωσης ισχύος και επιφάνειας για τον αλγόριθμο AES. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική υποστηρίζει κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση καθώς και τις αντίστοιχες βασικές διαδικασίες δημιουργίας των κλειδιών για τα τρία διαφορετικά μεγέθη του κλειδιού (128, 192 και 256 bit). Ετσι, δίνεται η δυνατότητα το σύστημα να υποστηρίζει διαφορετικά επίπεδα ασφάλειας. Οι αρχιτεκτονικές χαμηλής κατανάλωσης ισχύος και επιφάνειας υλικού, για τους κρυπτογραφικούς μετασχηματισμούς SubBytes/InvSubBytes και MixColumns/ InvMixColumns ενσωματώνονται στο προτεινόμενο σύστημα. Η προτεινόμενη υλοποίηση όχι μόνο μειώνει την κατανάλωση ισχύος σε μεγάλο βαθμό αλλά προσφέρει ικανοποιητικά αποτελέσματα για τον παράγοντα «Απόδοση x Ισχύς» σε σχέση με άλλες εργασίες υλοποίησης του αλγόριθμου AES. Παρουσιάζεται αναλυτικά όλη η διαδικασία σχεδιασμού μέχρι ο σχεδιαστής καταλήξει στην υλοποίηση σε υλικό. Για την μελέτη, ανάλυση, σχεδίαση και σύνθεση του συστήματος έχουν χρησιμοποιηθεί CAD εργαλεία και πακέτα λογισμικού υψηλού επιπέδου (Γλώσσα Προγραμματισμού C). Οι προτεινόμενες αρχιτεκτονικές χαμηλών πόρων για τους μετασχηματισμούς SubBytes και MixColumns βοηθούν ώστε τα τελικά αποτελέσματα να είναι ακόμη καλύτερα. Διαφορετικά σενάρια λειτουργίας του αλγορίθμου δίνουν τη δυνατότητα για συσχέτιση των επιπέδων ασφάλειας με τα επίπεδα καταναλισκόμενης ενέργειας του συστήματος χαμηλών πόρων. Η «σύγχρονη ψηφιακή ιεραρχία» (SDH) και το «σύγχρονο οπτικό δίκτυο» (SONET) είναι τα πρότυπα, που σήμερα κυριαρχούν στις οπτικές τηλεπικοινωνίες. Με αφθονία πλεονάσματος στα πλαίσια μετάδοσης, τα παραπάνω σύγχρονα δίκτυα προσφέρονται για την IBC. Τα SDH & SONET αναλύθηκαν από κοινού για την εύρεση της βέλτιστης μεθόδου IBC με βάση έναν αριθμό από κριτήρια. Καταρχήν εξετάστηκε διεξοδικά το πλεόνασμα 20