Применения

 

Решение для потокового шифрования

 

Мы предлагаем уникальное решение, MALT-C, - программируемый на C/C++ чип с энергетикой встраиваемого микропроцессора, производительностью на Ватт на уровне современного ПЛИС на всех популярных потоковых шифрах и ценой универсального микропроцессора! Ни одного микропроцессора с подобными характеристиками ранее в России спроектировано не было!

 

Построенные на процессорах семейства MALT-C криптографические ускорители предназначены для использования в задачах симметричного шифрования, в том числе для потоковых шифров. Предпочтительной является многоканальная обработка. Наши процессоры построены на доверенной отечественной архитектуре. В конце 2017 мы получили с фабрики и успешно протестировали первые образцы MALT в «кремнии».

 

Посмотрите на характеристики: базовый кристалл, 160-ядерный MALT-C с индексом 7Mb160PLV, с частотой 1 ГГц и пиковым энергопотреблением 5 Вт в задаче шифрования AES128 обеспечивает максимальную пропускную способность 195 Гбит/c! (режим ECB, без учета подготовки ключа). На нем эффективно реализуется шифрование по стандартам ГОСТ 28147-89 ("Магма"), ГОСТ Р 34.11-2012 ("Стрибог") и ГОСТ Р 34.12-2015 ("Кузнечик"). Попробуйте MALT! Примените в своих разработках MALT-C вместо зарубежных ПЛИС и криптографических сопроцессоров! Подробное сравнение приведено в таблице ниже.

 

Таблица. Сравнение пропускной способности процессора MALT-C 7Mb160PLV с CPU, GPU и специализированными интегральными схемами на различных алгоритмах шифрования. Данные приведены без учета подготовки ключа, блочные шифры используются в режиме потокового шифрования. 

Алгоритм 7Mb160PLV
Гбит/c
CPU, Гбит/c GPU, Гбит/c ASIC, Гбит/с
ГОСТ Р 34.12-2015
“Кузнечик”
10 Intel Core i7-3537U(1)
0.12
NVIDIA GeForce GT750M (1)
2.2
 
ГОСТ 28147-89
“Магма”
120 Intel Xeon E5 2697 v3(2)
22
NVIDIA GeForce GTX 750(2)
21.2
 
AES 128 195 Семейство Intel Xeon E5v2 (3)
50
NVIDIA GTX 1080(4)
280
 
RC4 160     Результат моделирования (5)
30.72
Salsa20 444   NVIDIA GeForce GTX 590(6)
43.4
 
Chacha20 364 Intel Core i7-6700(7)
19
  ChaCha-IP-13(8)
12.8

 

Примечания:

1) Увеличение скорости работы алгоритма шифрования «КУЗНЕЧИК» с использованием технологии CUDA.

2) Производительность ГОСТ-шифрования на х86- и GPU-процессорах.

3) AES-GCM Encryption Performance on Intel® Xeon® E5 v3 Processors.

4) High Performance CUDA AES Implementation: A Quantitative Performance Analysis Approach.

5) High-Performance Hardware Implementation for RC4 Stream Cipher.

6) New Speed Records for Salsa20 Stream Cipher Using an Autotuning Framework on GPUs.

7) AES-NI SSL Performance.

8) ChaCha-IP-13 / EIP-13 ChaCha20 accelerators.

Эти и другие источники вы можете найти в разделе Статьи.

 

 

 

Решение на MALT. Ускоритель потокового шифрования

 

Один из примеров аппаратного воплощения MALT - ускоритель потокового шифрования для шины PCIe. Предназначен для шифрования “на лету” данных, передаваемых по одному из трех направлений: PCIe -> 10G Ethernet, 10G Ethernet -> PCIe, PCIe -> PCIe, соответственно, может выступать как сетевой шифратор/дешифратор на шине PCIe или как ускоритель потокового шифрования для шины PCIe. Модуль представляет собой x4 PCIe карту половинной высоты. Обработку потока данных осуществляет криптопроцессор MALT-С, снабженный собственным ОЗУ, ПЗУ, несколькими 10G интерфейсами, необходимыми вспомогательными портами (UART, JTAG, I2C, 1G Ethernet) для настройки и управления. Для работы MALT-C с шиной PCI Express Gen2/3 используется интерфейсный ПЛИС.

 

Наименование параметра Характеристика
Входные/выходные интерфейсы PCIe Gen1/2/3 x4, 1000BASE-T, 10GBASE-T
Пропускная способность передачи данных по сети До 10 Гбит/с на любом алгоритме без зацепления
Алгоритмы шифрования данных «Кузнечик», «Магма», AES 128, RC4, Salsa20, Chacha20 и др.
Потребляемая мощность, не более До 20 Вт в работе, 0.25 Вт в режиме ожидания
Масштабируемость Возможно подключение нескольких плат на хост
Программирование Полностью программируемое на языке Си устройство

 

 

 

Решение на MALT. Автономный сетевой шифратор

 

Другой пример - автономный шифратор. Устройство представляет собой отдельно стоящий прибор, предназначенный для потокового шифрования в сети Ethernet. Для подключения к доверенной и открытой сетям используются два независимых порта 10G Ethernet, между которыми и производится шифрование. Обработку потока данных осуществляет криптопроцессор MALT-С, снабженный собственным ОЗУ, ПЗУ, двумя 10G интерфейсами, необходимыми вспомогательными портами (COM, JTAG, i2c, 1G Ethernet) для настройки и управления.

 

Наименование параметра Характеристика
Назначение Шифрование «10G Ethernet - 10G Ethernet»
Пропускная способность передачи данных по сети До 10 Гбит/с на любом алгоритме без зацепления
Алгоритмы шифрования данных «Кузнечик», «Магма», AES 128, RC4, Salsa20, Chacha20 и др.
Потребляемая мощность, не более До 15 Вт в работе, 0.2 Вт в режиме ожидания
Программирование Полностью программируемое на языке Си устройство

 

 

 

Доверенное блокчейн-решение

 

Мы первые спроектировали отечественный чип для блокчейна! Да, для майнинга он тоже подходит. Если вам интересен майнинг - напишите нам, и мы расскажем вам о разрабатываемых нами решениях для майнинга существующих сегодня и перспективных криптовалют. Но, блокчейн - это не только майнинг и в первую очередь это не майнинг. Блокчейн - это подход, гарантирующий достоверность данных, хранимых в децентрализованной сети равноправных узлов. Не важно, о какой операции идет речь, о передачи средств в Bitcoin или исполнении контракта в Ethereum, от блокчейн-транзакций, как всегда, требуется скорость и энергоэффективность. 

 

Семейство процессоров MALT-C специально разработано для выполнения вычислительно сложных криптопреобразований, в частности, блокчейн-транзакций с предельной энергоэффективностью. Благодаря нашему процессору вы сможете обеспечить доверенное цифровое взаимодействие, при котором информация и документы будут успешно передаваться и храниться с использованием технологии блокчейн и сертифицированных в России средств криптографии. Процессоры семейства MALT-C потребляют единицы Ватт, поэтому вы сможете создать компактные блокчейн-терминалы, в том числе встраиваемые или носимые. Оборудование на основе архитектуры MALT гарантировано защищено от программных и аппаратных backdoor’ов, здесь вы контролируете все от железа до ПО! Кто еще в мире может предложить такое отечественному заказчику? Применив свой собственный криптографический алгоритм на MALT-C, вы сможете исключить возможность использования специализированных интегральных схем (ASIC) для “взлома” хэш функции прямым перебором, защитив свою блокчейн-систему.

 

 

 

Замена графической карте

 

Сегодня все чаще графические процессоры или GPU находят своё применение для задач, не связанных с визуализацией в компьютерных играх. Это связано с исключительной вычислительной мощностью современных GPU, содержащих тысячи вычислительных элементов, развитыми средствами программирования GPU и, что очень важно, невысокой ценой. Однако, насколько бы GPU не становились похожи на универсальные процессоры, их стихия - обработка графики в играх, там их архитектура раскрывается на 100% и реальная производительность приближается к пиковой. На остальных же задачах, таких как блокчейн, большие данные и математическая физика, их функциональность, с одной стороны, избыточна, так как в блокчейн применениях не используется работа с плавающей точкой, с другой - недостаточна, так как ограниченная поддержка ветвлений и произвольной адресации в общей памяти может снижать на 1-2 порядка производительность в задачах класса "большие данные" относительно теоретического предела.

 

Напрашивается специализированное решение. Что, если создать чип, 80% которого занимают однотипные вычислительные элементы, спроектированные “с нуля” специально под заданный целевой класс задач? Вычислительные элементы объединить в группы, управляемые компактными универсальными RISC процессорами, объединенными в вычислительный массив, “выглядящий” для программиста как обычный, программируемый на C/C++ многопотоковый процессор? Мы получим удобный для программиста и исключительно производительный специализированный процессор. Мы спроектировали три семейства таких процессоров и назвали проект MALT. Читайте подробнее об архитектуре в соответствующем разделе.