Bakalářská práce

Performance optimization of JavaCard cryptographic implementations

Andrii Pylypenko
Anotace

Tato diplomová práce zkoumá pět softwarově implementovaných kryptografických algoritmů z hlediska výkonu v kontextu platformy Java Card. U algoritmů Ascon, AEGIS, MORUS, CLOC a PBKDF2 byla identifikována výkonnostní úzká místa, která brání významnému snížení doby vykonávání. Kryptografické algoritmy Ascon, MORUS a CLOC byly úspěšně optimalizovány.

Abstract

This thesis examines five software-implemented cryptographic algorithms from a performance perspective in the context of Java Card. For the Ascon, AEGIS, MORUS, CLOC, and PBKDF2 algorithms, performance bottlenecks that prevent significant reductions in execution time were identified. The Ascon, MORUS, and CLOC cryptographic algorithms were successfully optimized.

Klíčová slova
Java Card Smart Card JCProfilerNext cryptography optimization AEAD
Zadání práce

The goal of this thesis is to improve the performance of software-only implementations for the JavaCard smartcard platform. The theoretical part will survey methods for performance profiling of software implementations with a special focus on the analysis of resource-limited embedded devices and cryptographic smartcards.

The practical part of the thesis will:

  • Perform performance analysis of at least five implementations using the JCProfilerNext tool.
  • A detailed breakdown of the given implementation performance will be provided, along with the identification of commonly slow parts - both on the logical level (cryptographic building blocks) and on the JCVM level (instructions/operations).
  • The usage of the simulator for analysis will be discussed.
  • Performance improvements will be proposed, implemented, and documented again using the JCProfilerNext tool. 

References:

[1] L. Zaoral, Automatic Performance Profiler for Security Analysis of Cryptographic Smart Cards, https://is.muni.cz/auth/th/v7l30/ , https://github.com/lzaoral/JCProfilerNext

[2] Lukas Zaoral, Antonin Dufka, and Petr Svenda, The adoption rate of JavaCard features by certified products and open-source projects, CARDIS'23, 2023

[3] OptimizedJCAlgs, https://github.com/crocs-muni/OptimizedJCAlgs

Administrativní informace
Práce zkontrolována:
19. 12. 2025 05:41, doc. RNDr. Petr Švenda, Ph.D., učo 4085
Plný text práce
368,9 KB / soubor PDF
Přílohy (1)
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
3. 2. 2026
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. RNDr. Petr Švenda, Ph.D., učo 4085
KPSK FI MU

Oponent

RNDr. Milan Šorf, učo 500362
KPSK FI MU
Citovat tuto práci
Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Studijní program
Plán
Programování a vývoj aplikací

Práce na příbuzné téma

Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.

Podobné práce

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.

  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.

  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.

  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.

  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.