طراحی شتاب دهنده ی سخت افزاری بهینه برای پیاده سازی الگوریتم تابع درهم ساز blake2b

در سال های اخیر رمز ارزها به عنوان ارزهای دیجیتال که از مکانیسم اجماع غیرمتمرکز برای تراکنش ها استفاده می کنند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. بهینه سازی پیاده سازی الگوریتم های در هم ساز مورد استفاده در کاربردهای بلاکچین به منظور بهبود سرعت و توان مصرفی بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله الگوریتم در هم ساز blake2b از بین الگوریتم های موجود انتخاب و بهینه سازی سخت افزاری آن مورد بررسی قرار گرفت. بهینه سازی تابع فشرده ساز(f)  این الگوریتم به عنوان اصلی ترین و چالش برانگیزترین بلوک الگوریتم در این مقاله انجام شده است. علاوه بر این با تقسیم هوشمندانه الگوریتم بین نرم افزار/سخت افزار تلاش برای افزایش سرعت و نیز کاهش تعداد منابع مصرفی شده است. برای مقایسه، پیاده سازی با روش های طراحی سطح بالا و همینطور روش ساختار موازی نیز انجام شد. هر سه روش طراحی شده با استفاده از نرم افزار vivado با برد توسعه zc706 پیاده سازی شدند. نتایج نشان می دهد که تعداد منابع مصرفی (ff/lut) و توان مصرفی روش پیشنهاد شده به ترتیب برابر )4726.6575( و(w) 0.316 است که کاهش قابل توجهی در مقایسه با سایر روش ها ایجاد کرده است. همینطور سرعت انجام در هم سازی و انرژی بر واحد تعداد در هم سازی انجام شده برای ساختار پیشنهادی به ترتیب برابر mhash/s 50 و  6.3 است.

optimal hardware accelerator design for implementation of blake2b hash function algorithm

recently, there has been a surge in the popularity of cryptocurrencies, which are digital currencies that enabletransactions through a decentralized consensus mechanism. in this paper, one of the most effective equihashalgorithms subcategories, known as blake2, is presented, and then effort has been made to optimize thecompression function as one of the main and most challenging blocks of the blake2 algorithm. in addition,by cognitive partitioning the algorithm between the software/hardware parts of the device, efforts have beenmade to improve the speed and the number of resource usage. for comparison, implementation was carriedout with high-level vs hdl design methods for full and semi-parallel structures. all three methods wereimplemented using vivado tools exploiting zc706 evaluation board. the implementation results indicatedthat the number of resource usage (lut/ff) and power consumption of the proposed structure is equal to(6575/4726) and 0.316(w) respectively which has created a significant reduction compared to other methods.moreover, the hash rate and the energy efficiency of the proposed structure are equal to 50 mhash/s and 6.3(𝑛𝐽/𝐻𝑎𝑠ℎ) respectively