Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Performance Evaluation and Comparison of Standard Cryptographic Algorithms and Chinese Cryptographic Algorithms
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Computing, Department of Computer Science.
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Computing, Department of Computer Science.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Background. China is regulating the import, export, sale, and use of encryption technology in China. If any foreign company wants to develop or release a product in China, they need to report their use of any encryption technology to the Office of State Commercial Cryptography Administration (OSCCA) to gain approval. SM2, SM3, and SM4 are cryptographic standards published by OSCCA and are authorized to be used in China. To comply with Chinese cryptography laws organizations and companies may have to replace standard cryptographic algorithms in their systems with Chinese cryptographic algorithms, such as SM2, SM3, and SM4. It is important to know beforehand how the replacement of algorithms will impact performance to determine future system costs. Objectives. Perform a theoretical study and performance comparison of the standard cryptographic algorithms and Chinese Cryptographic algorithms. The standard cryptographic algorithms studied are RSA, ECDSA, SHA-256, and AES-128, and the Chinese cryptographic algorithms studied are SM2, SM3, and SM4. Methods. A literature analysis was conducted to gain knowledge and collect information about the selected cryptographic algorithms in order to make a theoretical comparison of the algorithms. An experiment was conducted to get measurements of how the algorithms perform and to be able to rate them. Results. The literature analysis provides a comparison that identifies design similarities and differences between the algorithms. The controlled experiment provides measurements of the metrics of the algorithms mentioned in objectives. Conclusions. The conclusions are that the digital signature algorithms SM2 and ECDSA have similar design and also similar performance. SM2 and RSA have fundamentally different designs, and SM2 performs better than RSA when generating keys and signatures. When verifying signatures, RSA shows comparable performance in some cases and worse performance in other cases. Hash algorithms SM3 and SHA-256 have many design similarities, but SHA-256 performs slightly better than SM3. AES-128 and SM4 have many similarities but also a few differences. In the controlled experiment, AES-128 outperforms SM4 with a significant margin.

Abstract [sv]

Bakgrund. Kina reglerar import, export, försäljning och användning av krypteringsteknologi i Kina. Om ett utländskt företag vill utveckla eller släppa en produkt i Kina måste de rapportera sin användning av krypteringsteknologi till Office of State Commercial Cryptography Administration (OSCCA) för godkännande. SM2, SM3 och SM4 är kryptografiska standarder som lagligt får används i Kina. Organisationer och företag kan behöva byta ut krypteringsalgoritmerna i sina system till kinesiska krypteringsalgoritmer för att uppfylla kraven för de kinesiska lagarna. Det är därför viktigt att i förväg veta hur ersättningen av algoritmer kommer att påverka prestandan för att utvärdera framtida kostnader för systemet. Syfte. Genomföra en teoretisk studie och prestanda jämförelse av standard krypteringsalgoritmer och kinesiska krypteringsalgoritmer. De standard krypteringsalgoritmerna är RSA, ECDSA, SHA-256 och AES-128. De kinesiska krypteringsalgoritmerna är SM2, SM3 och SM4. Metod. En litteraturanalys har genomförts för att få en bättre förståelse av de valda algoritmerna. Ett experiment har genomförts för att samla mätvärden av de bestämda parametrarna och för att sedan kunna ranka mätvärdena. Resultat. Litteraturanalysen gav en jämförelse som identifierar likheter och skillnader mellan algoritmerna. Det kontrollerade experimentet gav mätvärden av parametrarna för algoritmerna nämnda i syftet. Slutsatser. Slutsatserna är att de digitala signatur-algoritmerna SM2 och ECDSA har liknade design och också liknade prestanda. SM2 och RSA har fundamentala skillnader i deras design, och SM2 har bättre prestanda vid nyckelgenerering samt signaturgenerering. Vid verifiering av signaturer så visar RSA likvärdig prestanda i vissa fall och sämre prestanda i andra fall. Hashfunktionerna SM3 och SHA-256 har också många likheter i sin design, men SHA-256 presterar lite bättre än SM3. AES-128 och SM3 har många design likheter men också några skillnader. I det kontrollerade experimentet så presterar AES-128 bättre än SM4 med stor marginal.

Place, publisher, year, edition, pages
2019.
Keywords [en]
cryptography, performance, SM2, SM3, SM4
Keywords [sv]
kryptering, prestanda, SM2, SM3, SM4
National Category
Computer Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-18234OAI: oai:DiVA.org:bth-18234DiVA, id: diva2:1332244
External cooperation
Ericsson, Karlskrona
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30,0 hp
Educational program
DVACD Master of Science in Computer Security
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-07-01 Created: 2019-06-27 Last updated: 2019-07-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1677 kB)101 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1677 kBChecksum SHA-512
db69c095654498bae0cab58414c5aea39db4321df41106ead63ac22dadfb7f98c9426ed6ffcdc7ad860a8c324248969b9765c23a5bd46db51efb43fa78a3c024
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Computer Science
Computer Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 101 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 129 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf