Με την πρόοδο των κβαντικών υπολογιστών, θέτει μια άνευ προηγουμένου πρόκληση στις παραδοσιακές μεθόδους κρυπτογράφησης.Μπορεί να γίνει γρήγορα εύθραυστο και να σπάσει σε λίγα δευτερόλεπτα κάτω από μια κβαντική επίθεσηΑυτή η αναδυόμενη πραγματικότητα απαιτεί τη μετάβαση στην οπισθοδρομική κβαντική κρυπτογραφία (PQC) - μια νέα κατηγορία κρυπτογραφικών αλγορίθμων που έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίζουν την ασφάλεια των δεδομένων ακόμη και στην κβαντική εποχή.
Αναγνωρίζοντας την επείγουσα ανάγκη αυτής της εξέλιξης, η iWave Global, ηγέτης στις πλατφόρμες υπολογιστών FPGA και ενσωματωμένων υπολογιστών, συνεργάστηκε με τους ειδικούς της Φινλανδίας στον τομέα της ασφάλειας IP σε επίπεδο υλικού, Xiphera,στο Agilex TM της iWave, η υποστήριξη της κρυπτογράφησης κβαντικής ασφάλειας παρέχεται σε μονάδα επιπέδου συστήματος (SoM) (υποστηρίζεται από την Altera).
Στο Agilex TM Xipwera xQfor 5 ® Μετά την εφαρμογή της κβαντικής ασφάλειας
Η σειρά προϊόντων XQof Xipwera ® φέρνει ισχυρή δυνατότητα κρυπτογράφησης κβαντικής ασφάλειας στο υλικό FPGA. Εφαρμόζει τον τυποποιημένο αλγόριθμο PQC του NIST,συμπεριλαμβανομένου του ML-KEM (μηχανισμός ενσωμάτωσης κλειδιών) και του ML-DSA (αλγόριθμος ψηφιακής υπογραφής), διασφαλίζοντας μακροπρόθεσμη ασφάλεια τόσο κατά των παραδοσιακών όσο και των κβαντικών επιθέσεων.
Μέσα από αυτή τη συνεργασία, η iWave μεταμόρφωσε με επιτυχία τον πυρήνα IP xQlift ® της Xiphera, ενσωματωμένο στο Agile TM SoM, που συνειδητοποιεί την ταχεία λειτουργία PQC σε πραγματικό χρόνο,όπως ανταλλαγή κλειδιών και ψηφιακή υπογραφή απευθείας στη δομή FPGAΑυτό οδήγησε σε μια λύση κρυπτογράφησης με χαμηλή καθυστέρηση, ανθεκτική σε πλευρικά κανάλια, η οποία επέτρεψε στα ενσωματωμένα συστήματα να αντέξουν τις μελλοντικές κβαντικές απειλές.
Κατανοήστε τα πιο σημαντικά
Η PQC είναι μέσω Agilex in iWave TM Εφαρμοσμένη στην πλατφόρμα 5 (Σχήμα 1) χρησιμοποιώντας τους πυρήνες IP ML-KEM (Kyber) και ML-DSA (Dilitisum) της Xiphera.
iWave's Agilex TM 5 SoM
Σχήμα 1: Agile για το iWave TM SoM (πηγή εικόνας: iWave)
Οι βασικές τεχνικές δυνατότητες περιλαμβάνουν:
Συμβατότητα με τις προδιαγραφές του NIST για το ML-KEM και το ML-DSA
Πρόληψη επίθεσης από το πλευρικό κανάλι με βάση την χρονική ακολουθία
Υψηλή απόδοση για χιλιάδες λειτουργίες κρυπτογράφησης ανά δευτερόλεπτο
Εύκολη ενσωμάτωση μέσω τυποποιημένης ενσωματωμένης διεπαφής
Εγκατάσταση περιβάλλοντος επίδειξης:
Το περιβάλλον επίδειξης περιλαμβάνει μια πλακέτα FPGA βασισμένη στο Altera Agilex TM The iWave, συνδεδεμένη με ένα φορητό υπολογιστή Linux (Σχήμα 2). Το FPGA τρέχει τους πυρήνες Xippera ML-KEM, ML-DSA και TRNG IP,και επεξεργαστή RISC-V με μαλακό πυρήνα που διαχειρίζεται τις επικοινωνίες του συστήματοςΗ λειτουργία κρυπτογράφησης (ενσωμάτωση κλειδιών και ψηφιακή υπογραφή) εκτελείται απευθείας στο FPGA, το οποίο δείχνει την ασφάλεια κατά της κβαντικής επίθεσης σε πραγματικό χρόνο.
Η συσκευή FPGA: A5ED065BB32AE5SR0
Η εγκατάσταση επίδειξης με μια πλακέτα FPGA iWave που βασίζεται στο Altera Agilex TM 5 που συνδέεται με ένα φορητό υπολογιστή Linux
Σχήμα 2: Το περιβάλλον επίδειξης δημιουργήθηκε από την TM Η πλακέτα iWave FPGA των 5 συνδέεται με το φορητό υπολογιστή Linux και τοποθετείται.
Γιατί να επιλέξετε το Agile για το iWave TM Το SoM χρησιμοποιείται για την υλοποίηση του PQC
Οι ενότητες επιπέδου συστήματος IW-RainboW-G58M (Σχήμα 3) βασίζονται στην σειρά Agilex TM E, που έχουν σχεδιαστεί για ενσωματωμένες εφαρμογές υψηλών επιδόσεων που απαιτούν τόσο ταχύτητα όσο και ασφάλεια.
Άγριος ενσωματωμένος με FPGA σειράς B32A TM E
GB LPDDR4 (για HPS) και διπλό 2 GB LPDDR4 (για αρχιτεκτονική FPGA)
GB eMMC (Scalable) και 1 Gb QSPI Configuration Flash
Πληροφοριακοί δέκτες έως 28 Gbps
Μέχρι 656080 λογικές μονάδες
Σύνδεση PCIe Gen4, DDR4 και 2.5G Ethernet PHY
Ενσωματωμένη ασφάλεια Bootstrap, Hardware Trust Root και κρυπτογράφηση Bitstream Protection
Το iWave FPGA SoM με βάση το Agilex TM 5
Σχήμα 3: TM IWave FPGA SoM με βάση το Agilex για 5 (πηγή εικόνας: iWave)
Η συμπαγή αυτή μονάδα με πλάτους μόνο 60 mm x 70 mm υποστηρίζει συσκευές της σειράς Agilex TM SoC FPGA E, συμπεριλαμβανομένων των παραλλαγών συσκευών της ομάδας A (A5E065A/052A/043A/028A/013A) και της ομάδας B (A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B).
Το SoC ενσωματώνει διπλό ARM ® Cortex ®- A76 και διπλό Cortex ®- τον επεξεργαστή A55, μαζί με ένα μπλοκ DSP που υποστηρίζει τον AITensor,εξισορροπεί την απόδοση με την ενεργειακή απόδοση και είναι ιδανική για το next-generation encryption workloads.
Agilex TM Πρακτική εφαρμογή του PQC
Στο Agilex TM Integrated PQC on SoM ανοίγει την πόρτα στο σχεδιασμό κβαντικών συστημάτων ασφαλείας σε πολλαπλούς κλάδους:
Άμυνα και αεροδιαστημική βιομηχανία: Διασφάλιση των επικοινωνιών κρίσιμης σημασίας και της ασφάλειας των δορυφορικών συνδέσεων
Τηλεπικοινωνίες: Παροχή μελλοντικής ασφάλειας για τα δίκτυα 5G/6G με μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα στην κρυπτογράφηση
Βιομηχανική αυτοματοποίηση: προστασία του firmware και της μεταφοράς δεδομένων σε διασυνδεδεμένες εγκαταστάσεις
Οχήμα: Ασφαλής επικοινωνία V2X και ενημερώσεις OTA firmware
Υγειονομική περίθαλψη: Προστασία δεδομένων ασθενών και ιατρικού εξοπλισμού καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του εξοπλισμού
Χρηματοδότηση: προστασία των ψηφιακών συναλλαγών και των έξυπνων συστημάτων πληρωμών από κβαντικές απειλές
Μέσω αυτής της συνεργασίας, η iWave και η Xipwera απέδειξαν μια υλικολογική εφαρμογή PQC που όχι μόνο πληροί τα σημερινά κριτήρια ασφάλειας, αλλά προβλέπει επίσης τις μελλοντικές απαιτήσεις κρυπτογράφησης.