پیاده سازی سطح بالای بهینه شده الگوریتم blake2b

Blake یک تابع هش رمزنگاری است که یکی از 5 فینالیست در رقابت sha-3 بود. هر چند این الگوریتم در نهایت در مقابل الگوریتم keccak شکست خورد، اما به دلیل قدرت رمزنگاری و عملکرد بسیار خوب مورد استقبال قرار گرفت. به این دلیل در این مقاله الگوریتم در هم ساز blake از بین الگوریتم های موجود انتخاب و بهینه سازی سخت افزاری آن مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه الگوریتم های رمزنگاری در ابتدای امر به صورت سطح بالا مدلسازی و شبیه سازی می شوند، استفاده از این مدلسازی برای پیاده سازی سخت افزاری آنها بسیار مهم و حایز اهمیت است. چرا که سرعت پیاده سازی سخت افزاری این الگوریتم ها را بسیار بالا می برد. علاوه بر این استفاده از مدلسازی سطح بالا طراح را قادر میسازد که تقسیم بندی بهینه ای بین نرم افزار و سخت افزار انجام دهد و در پیاده سازی های روی تراشه های soc نظیر زینک که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است، مصالحه ای بین نرم افزار و سخت افزار ایجاد کند و سرعت اجرای الگوریتم را بهینه تر سازد. مدلسازی سطح بالای الگوریتم توسط ابزار hls از نرم افزار vivado انجام می شود. در این ابزار قابلیت اضافه کردن پراگماهای مختلف به طرح برای اعمال موازی سازی و همینطور پایپلاینینگ برای بهبود مشخصه های طرح وجود دارد. ماکزیمم فرکانس کلاک قابل دسترس با برد zedboard برابر 30 مگاهرتز است. همینطور ماکزیمم توان مصرفی طرح با برد zedboard برابر 0.189 وات است. نرخ انجام در هم سازی و راندمان عملیاتی طرح برای طرح پیاده سازی شده به ترتیب برابر 7.5 mhash/s و 3840 mbps است.