Avec les progrès de l’informatique quantique, cela pose un défi sans précédent aux méthodes de chiffrement traditionnelles. Des algorithmes autrefois considérés comme sécurisés, tels que RSA et ECC, peuvent rapidement devenir fragiles et être piratés en quelques secondes lors d’une attaque quantique. Cette réalité émergente nécessite une transition vers la cryptographie quantique rétrograde (PQC) – une nouvelle classe d’algorithmes cryptographiques conçus pour garantir la sécurité des données même à l’ère quantique.
Reconnaissant l'urgence de cette évolution, iWave Global, leader dans le domaine des FPGA et des plates-formes informatiques embarquées, s'est associé à l'expert finlandais en matière de sécurité IP au niveau matériel, Xiphera, pour que la prise en charge du chiffrement de sécurité Agilex ™ Quantum d'iWave soit fournie sur un module de niveau système (SoM) (pris en charge par Altera).
Chez Agilex ™ Xipwera xQfor 5 ® Post-implémentation Quantum Security
XQof Xipwera ® La gamme de produits apporte une puissante capacité de cryptage de sécurité quantique au matériel FPGA. Il implémente l'algorithme PQC standardisé par le NIST, notamment ML-KEM (mécanisme d'encapsulation de clé) et ML-DSA (algorithme de signature numérique), garantissant une sécurité à long terme contre les attaques traditionnelles et quantiques.
Grâce à cette coopération, iWave a réussi à transformer le noyau IP xQlift ® de Xiphera intégré dans Agile ™ SoM pour réaliser des opérations PQC accélérées par le matériel en temps réel, telles que l'échange de clés et la signature numérique directement dans la structure FPGA. Cela a abouti à une solution de chiffrement à faible latence et résistante aux canaux latéraux qui a permis aux systèmes embarqués de résister aux futures menaces quantiques.
Réaliser des moments forts
PQC est via Agilex dans iWave ™ implémenté sur la plate-forme 5 (Figure 1) à l'aide des cœurs IP ML-KEM (Kyber) et ML-DSA (Dilitisum) de Xiphera.
SoM Agilex™ 5 d'iWave
Figure 1 : Agile pour iWave™ SoM (source de l'image : iWave)
Les capacités techniques de base comprennent :
Compatibilité avec les spécifications NIST pour ML-KEM et ML-DSA
Prévention des attaques par canal secondaire basée sur une séquence temporelle
Hautes performances pour des milliers d'opérations de chiffrement par seconde
Intégration facile via une interface intégrée standard
Configuration de l'environnement de démonstration :
L'environnement de démonstration comprend une carte FPGA iWave basée sur Altera Agilex™, connectée à un ordinateur portable Linux (Figure 2). Le FPGA exécute les cœurs IP Xippera ML-KEM, ML-DSA et TRNG, ainsi qu'un processeur RISC-V soft-core qui gère les communications système. L'opération de chiffrement (encapsulation de clé et signature numérique) est directement exécutée sur FPGA, ce qui montre en temps réel la sécurité contre les attaques quantiques.
Appareil FPGA : A5ED065BB32AE5SR0
La configuration de démonstration avec une carte FPGA iWave basée sur Altera Agilex ™ 5 connectée à un ordinateur portable Linux
Figure 2 : L'environnement de démonstration a été créé par ™ La carte iWave FPGA de 5 est connectée à l'ordinateur portable Linux et érigée. Source de l'image : iWave)
Pourquoi choisir Agile pour iWave ™ SoM est utilisé pour réaliser le PQC
Les modules de niveau système IW-RainboW-G58M (Figure 3) sont basés sur la série Agilex ™ E, conçus pour les applications embarquées hautes performances qui nécessitent à la fois vitesse et sécurité. Le SoM contient :
Agile encapsulé avec FPGA série B32A ™ E
Go LPDDR4 (pour HPS) et double LPDDR4 de 2 Go (pour l'architecture FPGA)
Go eMMC (évolutif) et 1 Go de mémoire flash de configuration QSPI
Émetteur-récepteur jusqu'à 28 Gbit/s
Jusqu'à 656 080 unités logiques
Connexion PCIe Gen4, DDR4 et Ethernet PHY 2,5 G
Bootstrap de sécurité intégré, racine de confiance matérielle et protection du flux binaire de chiffrement
Le SoM FPGA iWave basé sur Agilex ™ 5
Figure 3 : SoM FPGA IWave ™ basé sur Agilex pour 5 (source de l'image : iWave)
Ce module compact de seulement 60 mm x 70 mm prend en charge les dispositifs Agilex ™ SoC FPGA série E, y compris les variantes de dispositifs du groupe A (A5E065A/052A/043A/028A/013A) et du groupe B (A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B).
Gg Le SoC intègre le processeur dual Arm ® Cortex ®- A76 et Dual Cortex ®- A55, ainsi qu'un bloc DSP qui prend en charge AITensor, équilibre les performances avec l'efficacité énergétique et est idéal pour les charges de travail de chiffrement de nouvelle génération.
Agilex ™ Application pratique du PQC
Chez Agilex ™, le PQC intégré sur SoM ouvre la porte à la conception de systèmes de sécurité quantique dans plusieurs secteurs :
Défense et aérospatiale : garantir la sécurité des communications critiques et des liaisons satellites
Télécommunications : assurer la sécurité future des réseaux 5G/6G grâce à une résilience de chiffrement à long terme
Automatisation industrielle : protection des micrologiciels et du transfert de données dans les usines interconnectées
Véhicule : communication V2X sécurisée et mises à jour du micrologiciel OTA
Soins de santé : pour protéger les données des patients et les équipements médicaux pendant tout le cycle de vie de l'équipement.
Finance : protéger les transactions numériques et les systèmes de paiement intelligents des menaces quantiques
Grâce à cette coopération, iWave et Xipwera ont démontré une implémentation matérielle de PQC qui non seulement répond aux normes de sécurité actuelles, mais prévoit également les futures exigences de chiffrement.