引言近几十年来,对数字系统的需求很大,可以确保信息的机密性,无论是在处理还是数据存储中。举例来说,我们在互联网,银行业务等上进行了采购活动,这些活动需要传输安全性和敏感数据存储。数字系统设计,满足这些安全性限制,需要通信协议并使用加密方法。这些方法基于算术和关注隐藏数据。目前,还关注包括芯片片(SOC)系统设计中的陷阱,尤其是用于军事目的1。例如,密码算法是在软件定义的无线电(军事部门2的战略领域)中强烈应用的。我们还可以提及移动网络物理系统的空中无人机,并在军事行动,包装交付,侦察等中申请。在某些申请中,空中无人机必须高度针对性,因此,保险(如军事销售)应该经常遭受对这些无人机的攻击,因此可以提取一些重要信息3。尽管SOC中实施的加密算法寻求坚固抗拒违反机密数据的尝试,但有许多技术通过物理属性证明可以揭示秘密处理的数据4,5。这些攻击试图在分析的物理特征和处理后的数据之间建立关系。加密系统通常使用秘密加密密钥,从而影响其效率。这类技术被称为侧通道攻击(SCA),该技术根据物理特征提取敏感信息,例如功耗,电磁辐射,处理时间等,从而允许发现通过加密保护的信息。在现代加密系统中,知道关键等同于能够在加密系统上执行操作。已经提出了不同的加密算法来提高数据安全性的可靠性,例如Rivest-Shamir-Adleman(RSA)6,微小的加密算法(TEA)7,高级加密标准(AES)8和数据加密标准标准(DES)9。DES算法成为20世纪后期最受欢迎的算法之一。它是由国际商业机器公司(IBM)开发的,在1970年代的国家安全局(NSA)的一些帮助下。在1977年,它被用作美国机构10,11的信息处理标准。des算法的安全性在于钥匙的大小和在不知道键的情况下解密的难度。DES加密和解密的操作是公共拥有的。由于密钥的大小和涉及64位输入块的置换,DES算法相对较慢。已经为实施加密系统提出了不同的建议,目的是针对硬件攻击的更大可靠性。我们可以在现场可编程栅极阵列(FPGA)12-20或在非常大规模集成(VLSI)(VLSI)21,22中以同步样式(fpga)中的同步样式提及DES算法的实现。在当今使用的深入微米(DSM)MOS技术中,同步电路的实施会导致与全球时钟信号有关的困难,例如,时钟偏斜,时钟分配网络,高电磁发射,低模块化和高噪声。异步样式是解决与全局时钟信号有关的问题的有前途替代方法。在异步风格中,Zhang等人的DES算法实现。23,在准戴式(QDI)类中起作用,在其他作者的作品24-26中,实现了全球异步本地同步(GALS)样式。基于真空微电子的设备中实现的电路具有有趣的特性,例如对温度变化的稳健性,允许高电流以及辐射耐受性27,28。这些电路在空间应用中是可取的,即使它们具有光学或量子样式,也可以很好地适应异步范式。本文提出了一个高性能的DES密码处理器,该处理器是在异步管道结构上合成的,并在FPGA中进行了原型。该提出的体系结构由八个阶段组成,在两相握手协议上运行并捆绑数据,因此每个阶段的数据路径都以常规方式合成,即单轨29。比较[25]的两种设计样式 - 同步管道和多点GALS,提议的异步管道的潜伏期平均降低为66.3%,平均吞吐量的平均增加为14.9%。
主要关键词