مع تقدم الحوسبة الكمومية، فإنه يشكّل تحدياً غير مسبوق للأساليب التقليدية للتشفير.يمكن أن تصبح هشة بسرعة ويمكن أن تتشقق في بضع ثوان تحت هجوم الكمهذا الواقع الناشئ يتطلب الانتقال إلى التشفير الكمي المتخلف - وهي فئة جديدة من خوارزميات التشفير المصممة لضمان أمان البيانات حتى في العصر الكمي.
وإدراكاً من ملحوظة هذا التطور، تعاونت شركة iWave Global، الرائدة في مجال FPGA ومنصات الحوسبة المدمجة، مع خبراء فنلندا في أمن الملكية الفكرية على مستوى الأجهزة، Xiphera،في iWave Agilex TM يتم توفير دعم تشفير الأمن الكمي على وحدة مستوى النظام (SoM) (مدعومة من Altera).
في Agilex TM Xipwera xQfor 5 ® أمن الكم بعد التنفيذ
XQof Xipwera ® خط المنتجات يجلب قدرة تشفير أمن كمية قوية إلى أجهزة FPGA.بما في ذلك ML-KEM (آلية تغليف المفتاح) و ML-DSA (خوارزمية التوقيع الرقمي)، وضمان الأمن على المدى الطويل ضد الهجمات التقليدية والكمية.
من خلال هذا التعاون ، نجحت iWave في تحويل نواة Xiphera xQlift ® IP المتكاملة في Agile TM SoM لتحقيق عملية PQC المتسارعة بالأجهزة في الوقت الحقيقي ،مثل تبادل المفاتيح والتوقيع الرقمي مباشرة في هيكل FPGAوقد أدى ذلك إلى حل تشفير مقاوم للقنوات الجانبية مع تأخير منخفض تمكن الأنظمة المدمجة من مقاومة التهديدات الكمية المستقبلية.
أدرك أبرز النقاط
يتم تنفيذ PQC عبر Agilex في iWave TM على المنصة 5 (الشكل 1) باستخدام نواة IP ML-KEM (Kyber) و ML-DSA (Dilitisum) من Xiphera.
iWave Agilex TM 5 سوم
الشكل 1: Agile for iWave TM SoM (مصدر الصورة: iWave)
وتشمل القدرات التقنية الأساسية:
التوافق مع مواصفات NIST ل ML-KEM و ML-DSA
الوقاية من هجوم القناة الجانبية بناءً على تسلسل زمني
أداء عالي لآلاف عمليات التشفير في الثانية
التكامل السهل من خلال واجهة متضمنة قياسية
إعداد بيئة العرض:
تتضمن بيئة التجربة لوحة FPGA iWave القائمة على Altera Agilex TM ، متصلة بجهاز كمبيوتر محمول لينكس (الشكل 2).ومعالج RISC-V ذو نواة ناعمة يدير اتصالات النظاميتم تنفيذ عملية التشفير (تغطية المفتاح والتوقيع الرقمي) مباشرة على FPGA ، مما يظهر الأمن ضد الهجوم الكمي في الوقت الحقيقي.
جهاز FPGA: A5ED065BB32AE5SR0
الإعداد التجريبي مع لوحة FPGA iWave القائمة على Altera Agilex TM 5 متصلة بحاسوب محمول Linux
الشكل 2: تم إنشاء بيئة التجربة من قبل TM يتم توصيل لوحة iWave FPGA من 5 إلى الكمبيوتر المحمول لينكس وترتيبها. مصدر الصورة: iWave)
لماذا تختار Agile for iWave TM يستخدم SoM لتحقيق PQC
تستند وحدات مستوى النظام IW-RainboW-G58M (الشكل 3) إلى سلسلة Agilex TM E ، المصممة للتطبيقات المدمجة عالية الأداء التي تتطلب السرعة والسلامة على حد سواء. تحتوي SoM على:
مرنة مغلفة بـ B32A TM E FPGA سلسلة
GB LPDDR4 (لـ HPS) ومزدوج 2 GB LPDDR4 (لـ FPGA)
GB eMMC (يمكن توسيعه) و 1 Gb QSPI Configuration Flash
جهاز استقبال تصل إلى 28 جيجابت / ثانية
ما يصل إلى 656080 وحدة منطقية
اتصال PCIe Gen4 و DDR4 و 2.5G Ethernet PHY
أمان مدمج Bootstrap ، الثقة في الأجهزة Root و التشفير حماية Bitstream
أجيليكس TM 5 على أساس iWave FPGA SoM
الشكل 3: TM IWave FPGA SoM على أساس Agilex لـ 5 (مصدر الصورة: iWave)
تدعم هذه الوحدة المدمجة 60 ملم × 70 ملم فقط أجهزة Agilex TM SoC FPGA من سلسلة E ، بما في ذلك مجموعة A (A5E065A/052A/043A/028A/013A) ومجموعة B (A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B).
Gg تتكامل SoC مع معالج Arm ® Cortex ®- A76 و Dual Cortex ®- A55 ، إلى جانب كتلة DSP التي تدعم AITensor ،يوازن بين الأداء وكفاءة الطاقة وهو مثالي لأعباء العمل التشفير الجيل القادم.
Agilex TM التطبيق العملي لـ PQC
في Agilex TM PQC المتكامل على SoM يفتح الباب لتصميم نظم الأمن الكمية عبر العديد من الصناعات:
الدفاع والفضاء: ضمان أمن الاتصالات الحرجة في المهام وأمن الروابط الفضائية
الاتصالات السلكية واللاسلكية: توفير الأمن المستقبلي لشبكات الجيل الخامس والجيل السادس مع مقاومة التشفير على المدى الطويل
الأتمتة الصناعية: حماية البرمجيات الثابتة ونقل البيانات في المنشآت المتصلة
المركبة: الاتصالات الآمنة V2X وتحديثات البرامج الثابتة OTA
الرعاية الصحية: لحماية بيانات المرضى والمعدات الطبية خلال دورة حياة المعدات بأكملها
التمويل: حماية المعاملات الرقمية وأنظمة الدفع الذكية من التهديدات الكمية
من خلال هذا التعاون ، أظهرت iWave و Xipwera تنفيذ PQC القائم على الأجهزة الذي لا يستوفي معايير الأمن الحالية فحسب ، بل يتنبأ أيضًا بمتطلبات التشفير في المستقبل.