تراشه ۲۸ نانومتری برای مقابله با تهدید رایانههای کوانتومی
شرکت کانادایی BTQ Technologies و موسسه تحقیقات فناوری صنعتی تایوان (ITRI) از تکمیل نخستین مرحله از یک برنامه چندساله برای اعتبارسنجی معماری جدید تراشهای خبر دادند که با هدف شتابدهی سختافزاری به رمزنگاری پساکوانتومی توسعه یافته است.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از interesting engineering، این معماری که Quantum Compute-in-Memory (QCIM) نام دارد بخشی از نقشه راه گستردهتر توسعه تراشه است که با هدایت BTQ و شرکت ICTK دنبال میشود. هدف از توسعه این فناوری فراهم کردن شتابدهی سختافزاری برای عملیات رمزنگاری در دستگاهها و سامانههایی است که باید در برابر تهدیدات احتمالی ناشی از رایانههای کوانتومی آینده مقاوم باشند.
بر اساس اعلام شرکتهای توسعهدهنده این فناوری میتواند در آینده در حوزههایی از جمله سامانههای نظامی، تجهیزات صنعتی، فناوری خودرو، دستگاههای اینترنت اشیا، هوش مصنوعی فیزیکی (Physical AI) و زیرساختهای متصل مورد استفاده قرار گیرد.
اعتبارسنجی معماری QCIM در محیط ۲۸ نانومتری
نخستین مرحله این همکاری بر اعتبارسنجی هسته QCIM در شرایط عملیاتی سختگیرانه متمرکز بود. این معماری در یک محیط طراحی مبتنی بر فناوری ۲۸ نانومتری شرکت TSMC آزمایش شد و پژوهشگران توانایی آن را برای شتابدهی به عملیات رمزنگاری در کنار حفظ صحت عملکرد ارزیابی کردند.
آزمایشها الگوریتمهای مرتبط با استانداردهای FIPS ۲۰۳، FIPS ۲۰۴ و FIPS ۲۰۵ را پوشش دادند، استانداردهایی که بخشی از استانداردهای نوظهور رمزنگاری پساکوانتومی مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا (NIST) به شمار میروند.
معماری QCIM همچنین بهگونهای طراحی شده است که بتواند در آینده از الگوریتمهای بیشتری پشتیبانی کند. این موضوع با توجه به تغییر الزامات امنیتی و تکامل استانداردهای رمزنگاری اهمیت ویژهای دارد.
BTQ، فناوری QCIM را یک شتابدهنده رمزنگاری Soft IP توصیف میکند که قابلیت پشتیبانی از توابع رمزنگاری متعارف و پساکوانتومی را در یک طراحی کمحجم و کممصرف دارد.
انجام عملیات رمزنگاری درون حافظه
یکی از مفاهیم کلیدی در معماری QCIM انجام عملیات رمزنگاری در داخل زیرسیستم حافظه است به جای آنکه دادهها میان واحد پردازش و حافظه جداگانه جابهجا شوند.
طراحان این معماری معتقدند این رویکرد میتواند میزان جابهجایی داده تاخیر پردازشی و مصرف انرژی را کاهش دهد و در نتیجه زمینه را برای اجرای کارآمدتر عملیات رمزنگاری در دستگاههای محدود از نظر توان و منابع پردازشی فراهم کند. این معماری همچنین با رویکردی موسوم به Crypto-Agile یا چابک رمزنگاری طراحی شده است؛ به این معنا که امکان پشتیبانی از الگوریتمهای رمزنگاری مختلف را با تغییر الزامات امنیتی فراهم میکند.
حرکت از الگوریتمهای پساکوانتومی به تراشه واقعی
توسعه این فناوری حاصل همکاری میان سه مجموعه با تخصصهای متفاوت در حوزه نیمهرساناهاست. BTQ Technologies معماری رمزنگاری را ارائه میکند ICTK در زمینه قابلیتهای امنیتی نیمهرسانا و فناوریهای توابع غیرقابلکپی فیزیکی (PUF) فعالیت دارد و ITRI نیز تخصص خود را در طراحی، یکپارچهسازی و اعتبارسنجی نیمهرساناها به این پروژه اختصاص داده است.
به گفته این شرکتها تکمیل نخستین مرحله بخشی از ابهامات فنی مرتبط با معماری QCIM را کاهش داده و مبنایی برای حرکت به سمت یکپارچهسازی گستردهتر سامانه فراهم کرده است.
در مرحله بعد تمرکز پروژه بر یکپارچهسازی در سطح ماژول راستیآزمایی و اعتبارسنجی خواهد بود. در این مرحله بررسی میشود که هسته QCIM چگونه میتواند در معماریهای بزرگتر تراشه و سامانه ادغام شود بدون آنکه عملکرد قابلیت همکاری میان اجزا و صحت عملکرد آن تحت تاثیر قرار گیرد.
اولیویه روسی نیوتن، مدیرعامل و رئیس هیئتمدیره BTQ Technologies درباره نتایج این مرحله گفت: نتایج بهدستآمده نشان میدهد معماری QCIM میتواند چندین الگوریتم رمزنگاری پساکوانتومی استانداردشده توسط NIST را در شرایط سخت عملیاتی بهصورت دقیق و کارآمد شتابدهی کند و در عین حال انعطافپذیری لازم برای پاسخگویی به تغییرات استانداردهای امنیتی را حفظ کند.
هدفگذاری برای تجهیزات متصل و سامانههای هوشمند
این فناوری برای کاربردهایی توسعه مییابد که در آنها امنیت بلندمدت، احراز هویت دستگاه و پردازش کارآمد عملیات رمزنگاری اهمیت زیادی دارد. از جمله این کاربردها میتوان به رایانش لبه، سامانههای صنعتی، اجزای امن (Secure Elements) و دستگاههای مجهز به هوش مصنوعی اشاره کرد.
BTQ همچنین اعلام کرده است که قصد دارد تا پایان سال تراشههای آزمایشی این فناوری را در اختیار برخی مشتریان و شرکای راهبردی منتخب قرار دهد تا عملکرد و قابلیتهای آن در شرایط واقعی مورد ارزیابی و اعتبارسنجی قرار گیرد.
چی چنگ لو، مدیر آزمایشگاههای سیستمهای الکترونیکی و اپتوالکترونیکی ITRI نیز اعلام کرده است که مرحله بعدی پروژه بر نتایج بهدستآمده در این مرحله استوار خواهد بود و شامل یکپارچهسازی و راستیآزماییهای بیشتر خواهد شد.
در مجموع تکمیل موفقیتآمیز نخستین مرحله آزمایش معماری QCIM در محیط طراحی ۲۸ نانومتری یک گام اولیه برای تبدیل یک معماری شتابدهنده رمزنگاری پساکوانتومی به یک راهکار سختافزاری قابل استفاده در تراشهها و سامانههای آینده محسوب میشود؛ سامانههایی که باید در برابر تهدیدات احتمالی رایانههای کوانتومی سطح بالاتری از امنیت را فراهم کنند.
انتهای پیام/
