क्वांटम कंप्यूटिंग की प्रगति के साथ, यह पारंपरिक एन्क्रिप्शन विधियों के लिए एक अभूतपूर्व चुनौती पेश करता है। आरएसए और ईसीसी जैसे एक बार सुरक्षित माने जाने वाले एल्गोरिदम जल्दी ही नाजुक हो सकते हैं और क्वांटम हमले के तहत कुछ सेकंड में क्रैक किए जा सकते हैं। यह उभरती वास्तविकता बैकवर्ड क्वांटम क्रिप्टोग्राफी (पीक्यूसी) में संक्रमण की मांग करती है - क्रिप्टोग्राफ़िक एल्गोरिदम का एक नया वर्ग जो यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि डेटा क्वांटम युग में भी सुरक्षित है।
इस विकास की तात्कालिकता को पहचानते हुए, एफपीजीए और एम्बेडेड कंप्यूटिंग प्लेटफार्मों में अग्रणी, आईवेव ग्लोबल ने हार्डवेयर-स्तरीय सुरक्षा आईपी, एक्सिफेरा में फिनलैंड के विशेषज्ञों के साथ साझेदारी की, आईवेव के एगिलेक्स ™ में क्वांटम सुरक्षा एन्क्रिप्शन समर्थन एक सिस्टम लेवल मॉड्यूल (एसओएम) (अल्टेरा-समर्थित) पर प्रदान किया जाता है।
Agilex™ Zipwera xQfor 5® पर कार्यान्वयन के बाद क्वांटम सुरक्षा
XQof Xipwera® उत्पाद श्रृंखला FPGA हार्डवेयर में शक्तिशाली क्वांटम सुरक्षा एन्क्रिप्शन क्षमता लाती है। यह एनआईएसटी मानकीकृत पीक्यूसी एल्गोरिदम को लागू करता है, जिसमें एमएल-केईएम (कुंजी एनकैप्सुलेशन तंत्र) और एमएल-डीएसए (डिजिटल हस्ताक्षर एल्गोरिदम) शामिल है, जो पारंपरिक और क्वांटम दोनों हमलों के खिलाफ दीर्घकालिक सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
इस सहयोग के माध्यम से, iWave ने Xiphera के xQlift® IP कर्नेल को Agile ™ SoM में एकीकृत करके सफलतापूर्वक बदल दिया, जो वास्तविक समय हार्डवेयर त्वरित PQC ऑपरेशन का एहसास करता है, जैसे कि कुंजी विनिमय और डिजिटल हस्ताक्षर सीधे FPGA संरचना में। इसके परिणामस्वरूप कम-विलंबता, साइड-चैनल प्रतिरोधी एन्क्रिप्शन समाधान प्राप्त हुआ जिसने एम्बेडेड सिस्टम को भविष्य के क्वांटम खतरों का सामना करने में सक्षम बनाया।
हाइलाइट्स का एहसास करें
PQC को iWave™ में Agilex के माध्यम से Xiphera के ML-KEM (Kyber) और ML-DSA (Dilitisum) IP कोर का उपयोग करके प्लेटफ़ॉर्म 5 (चित्र 1) पर लागू किया गया है।
iWave का Agilex™ 5 SoM
चित्र 1: iWave™ SoM के लिए चुस्त (छवि स्रोत: iWave)
मुख्य तकनीकी क्षमताओं में शामिल हैं:
एमएल-केईएम और एमएल-डीएसए के लिए एनआईएसटी विनिर्देशों के साथ संगतता
समय अनुक्रम के आधार पर साइड-चैनल हमले की रोकथाम
प्रति सेकंड हजारों एन्क्रिप्शन परिचालनों के लिए उच्च प्रदर्शन
मानक एम्बेडेड इंटरफ़ेस के माध्यम से आसान एकीकरण
प्रदर्शन वातावरण सेटअप:
डेमो वातावरण में एक Altera Agilex आधारित ™ iWave FPGA बोर्ड शामिल है, जो एक Linux लैपटॉप से जुड़ा है (चित्र 2)। एफपीजीए Xippera ML-KEM, ML-DSA और TRNG IP कोर और एक सॉफ्ट-कोर RISC-V प्रोसेसर चलाता है जो सिस्टम संचार का प्रबंधन करता है। एन्क्रिप्शन ऑपरेशन (कुंजी एनकैप्सुलेशन और डिजिटल हस्ताक्षर) सीधे एफपीजीए पर निष्पादित किया जाता है, जो वास्तविक समय में क्वांटम हमले के खिलाफ सुरक्षा दिखाता है।
FPGA डिवाइस: A5ED065BB32AE5SR0
Linux लैपटॉप से जुड़े Altera Agilex™ 5-आधारित iWave FPGA बोर्ड के साथ प्रदर्शन सेटअप
चित्र 2: डेमो वातावरण ™ द्वारा बनाया गया था, 5 का आईवेव एफपीजीए बोर्ड लिनक्स लैपटॉप से जुड़ा हुआ है और खड़ा किया गया है। छवि स्रोत: आईवेव)
iWave™ के लिए एजाइल क्यों चुनें PQC को साकार करने के लिए SoM का उपयोग किया जाता है
IW-RainboW-G58M सिस्टम-स्तरीय मॉड्यूल (चित्र 3) Agilex ™ E सीरीज पर आधारित हैं, जो उच्च-प्रदर्शन वाले एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिनके लिए गति और सुरक्षा दोनों की आवश्यकता होती है। SoM में शामिल हैं:
एजाइल को B32A™ E सीरीज FPGA के साथ संपुटित किया गया है
जीबी एलपीडीडीआर4 (एचपीएस के लिए) और डुअल 2 जीबी एलपीडीडीआर4 (एफपीजीए आर्किटेक्चर के लिए)
जीबी ईएमएमसी (स्केलेबल) और 1 जीबी क्यूएसपीआई कॉन्फ़िगरेशन फ्लैश
28 जीबीपीएस तक ट्रांसीवर
656080 तार्किक इकाइयों तक
PCIe Gen4, DDR4 और 2.5 G ईथरनेट PHY कनेक्शन
अंतर्निहित सुरक्षा बूटस्ट्रैप, हार्डवेयर ट्रस्ट रूट और एन्क्रिप्शन बिटस्ट्रीम सुरक्षा
Agilex™ 5-आधारित iWave FPGA SoM
चित्र 3: 5 के लिए एजिलेक्स आधारित ™ आईवेव एफपीजीए एसओएम (छवि स्रोत: आईवेव)
यह कॉम्पैक्ट मॉड्यूल केवल 60 मिमी x 70 मिमी Agilex ™ SoC FPGA E श्रृंखला उपकरणों का समर्थन करता है, जिसमें ग्रुप A (A5E065A/052A/043A/028A/013A) और ग्रुप B (A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B) डिवाइस वेरिएंट शामिल हैं।
Gg SoC डुअल आर्म® Cortex®- A76 और डुअल Cortex®- A55 प्रोसेसर को एकीकृत करता है, साथ ही एक DSP ब्लॉक जो AITensor को सपोर्ट करता है, ऊर्जा दक्षता के साथ प्रदर्शन को संतुलित करता है और अगली पीढ़ी के एन्क्रिप्शन वर्कलोड के लिए आदर्श है।
Agilex™ PQC का व्यावहारिक अनुप्रयोग
Agilex ™ में SoM पर एकीकृत PQC कई उद्योगों में क्वांटम सुरक्षा प्रणाली डिजाइन के द्वार खोलता है:
रक्षा और एयरोस्पेस: मिशन-क्रिटिकल संचार और सैटेलाइट लिंक सुरक्षा सुनिश्चित करना
दूरसंचार: दीर्घकालिक एन्क्रिप्शन लचीलेपन के साथ 5G/6G नेटवर्क के लिए भविष्य की सुरक्षा प्रदान करें
औद्योगिक स्वचालन: परस्पर जुड़े संयंत्रों में फर्मवेयर और डेटा स्थानांतरण की सुरक्षा करना
वाहन: सुरक्षित V2X संचार और OTA फर्मवेयर अपडेट
स्वास्थ्य देखभाल: उपकरण के पूरे परिचालन जीवन चक्र के दौरान रोगी डेटा और चिकित्सा उपकरणों की सुरक्षा करना
वित्त: डिजिटल लेनदेन और बुद्धिमान भुगतान प्रणालियों को क्वांटम खतरों से बचाना
इस सहयोग के माध्यम से, iWave और Zipwera ने एक हार्डवेयर-आधारित PQC कार्यान्वयन का प्रदर्शन किया जो न केवल आज के सुरक्षा मानकों को पूरा करता है, बल्कि भविष्य की एन्क्रिप्शन आवश्यकताओं का भी अनुमान लगाता है।- जी।