Abstract in English

Kryptographische Algorithmen kommen heutzutage vielerorts zum Einsatz. Insbesondere die Anwendungsbereiche Kommunikation und Netzwerke haben hierbei gesteigerte Anforderungen hinsichtlich Bandbreite und Datendurchsatz. Als Beispiele aus diesen Bereichen seien das Errichten von Virtual Private Networks (VPNs) über nichtexklusiv genutzte Leitungswege und die Verschlüsselung von Multimedia-Datenströmen wie Video-Konferenzen oder Pay-TV genannt. Oft finden in diesen Bereichen Hardware-Lösungen Verwendung, welche durch Spezialisierung auf einen Algorithmus - bzw. im Falle von konfigurierbaren Algorithmen wie dem Advanced Encryption Standard (AES) auf eine Konfiguration dieses Algorithmus - in der Lage sind, die Anforderungen hinsichtlich Datendurchsatz für diesen speziellen Einsatzzweck zu erfüllen. Existierende softwarebasierte Lösungen nutzen hingegen programmierbare Standardplattformen und erlauben so zwar maximale Flexibilität, sind jedoch leistungsmäßig eingeschränkt, weswegen derartige Lösungen für Anwendungen mit hohen Durchsatzanforderungen meist nicht praktikabel sind. Die vorgestellte Arbeit vereint die Vorteile einer softwarebasierten mit denen einer Hardware-Lösung: Basierend auf der Analyse ausgewählter kryptographischer Algorithmen sowie wirtschaftlichen und technischen Vorgaben wurde ein Architekturkonzept für frei programmierbare Kryptoprozessoren entwickelt, welches mit der Leistungsfähigkeit existierender Hardwarelösungen nicht nur konkurrieren kann, sondern etliche dieser Lösungen hinsichtlich erzieltem Datendurchsatz übertrifft. Ermöglicht wird diese Leistung neben der grundsätzlichen Ausrichtung der Architektur nach den Anforderungen von kryptographischen Algorithmen insbesondere durch ein besonderes Speicherzugriffsverfahren sowie unterstützende arithmetische Spezialoperationen.