پياده سازي سطح بالاي بهينه شده الگوريتم BLAKE2b

BLAKE يك تابع هش رمزنگاري است كه يكي از 5 فيناليست در رقابت SHA-3 بود. هر چند اين الگوريتم در نهايت در مقابل الگوريتم KECCAK شكست خورد، اما به دليل قدرت رمزنگاري و عملكرد بسيار خوب مورد استقبال قرار گرفت. به اين دليل در اين مقاله الگوريتم در هم ساز BLAKE از بين الگوريتم هاي موجود انتخاب و بهينه سازي سخت افزاري آن مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به اينكه الگوريتم هاي رمزنگاري در ابتداي امر به صورت سطح بالا مدلسازي و شبيه سازي مي شوند، استفاده از اين مدلسازي براي پياده سازي سخت افزاري آنها بسيار مهم و حايز اهميت است. چرا كه سرعت پياده سازي سخت افزاري اين الگوريتم ها را بسيار بالا مي برد. علاوه بر اين استفاده از مدلسازي سطح بالا طراح را قادر ميسازد كه تقسيم بندي بهينه اي بين نرم افزار و سخت افزار انجام دهد و در پياده سازي هاي روي تراشه هاي SOC نظير زينك كه در اين پايان نامه مورد بررسي قرار گرفته است، مصالحه اي بين نرم افزار و سخت افزار ايجاد كند و سرعت اجراي الگوريتم را بهينه تر سازد. مدلسازي سطح بالاي الگوريتم توسط ابزار HLS از نرم افزار Vivado انجام مي شود. در اين ابزار قابليت اضافه كردن پراگماهاي مختلف به طرح براي اعمال موازي سازي و همينطور پايپلاينينگ براي بهبود مشخصه هاي طرح وجود دارد. ماكزيمم فركانس كلاك قابل دسترس با برد Zedboard برابر 30 مگاهرتز است. همينطور ماكزيمم توان مصرفي طرح با برد Zedboard برابر 0.189 وات است. نرخ انجام در هم سازي و راندمان عملياتي طرح براي طرح پياده سازي شده به ترتيب برابر 7.5 Mhash/s و 3840 Mbps است.