С.Г. Елизаров – к.ф.-м.н., руководитель лаборатории, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова E-mail: elizarov@physics.msu.ru

Г.А. Лукьянченко – к.ф.-м.н., науч. сотрудник, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: lukyanchenko@physics.msu.ru

Д.С. Марков – ст. науч. сотрудник, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: markovds@maltsystem.com

А.М. Монахов – науч. сотрудник, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: monahov.aleksandr@physics.msu.ru

А.Д. Сизов – науч. сотрудник, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

E-mail: anatoliy.sizov@gmail.com

В.А. Роганов – ст. науч. сотрудник, Институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова E-mail: radug-a@ya.ru

Рассмотрен и обоснован набор требований к программируемым на языках высокого уровня специализированным СБИС, предназначенным для решения задач информационной безопасности с высокой энергоэффективностью. Изложен практический опыт коллектива авторов по разработке и созданию такой СБИС с использованием современных технологий. Приведены данные по производительности и энергоэффективности разработанных и разрабатываемых СБИС, достигаемых на задачах информационной безопасности. Полученные результаты сопоставлены с характеристиками коммерчески доступных универсальных процессоров, графических ускорителей и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) на задачах хеширования и потокового шифрования. Сделан вывод о перспективности предложенного авторами подхода к созданию программируемых специализированных СБИС, предназначенных для решения задач информационной безопасности.

1. Пирогова Л.А., Грекул В.И., Поклонов Б.Е. Оценка совокупной стоимости владения центром обработки данных // Бизнесинформатика. 2016. С. 32−40. URL = https://bijournal.hse.ru/2016–2 (36)/186020074.html.
2. Kurokawa M. The k computer: 10 peta-flops supercomputer // In the 10th International Conference on Optical Internet (COIN2012). 1−1. May 2012.
3. O’Dwyer K.J., Malone D. Bitcoin mining and its energy footprint // In 25th IET Irish Signals Systems Conference 2014 and 2014 ChinaIreland International Conference on Information and Communications Technologies (ISSC 2014/CIICT 2014). 06 2014. P. 280−285.
4. Modern Microprocessors: A 90-Minute Guide! URL = http://www.lighterra.com/papers/modernmicroprocessors/.
5. Тарасов И.Е. Разработка цифровых устройств на основе ПЛИС Xilinx с применением языка VHDL. Современная электроника. М.: Горячая линия–Телеком. 2005. URL = https://books.google.ru/books?id=QU69AQAACAAJ.
6. Francisco Rodriguez-Henriquez, Saqib N.A., Arturo Daz Prez, Cetin Kaya Koc Cryptographic Algorithms on Reconfigurable Hardware. Springer Publishing Company, Inc. 1st edition. 2010.
7. Xilinx Virtex UltraScale+ FPGA VCU118 Evaluation Kit. URL = https://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/vcu118.html.
8. A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform. URL = https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper.
9. Eitan N. Shauly Cmos leakage and power reduction in transistors and circuits: process and layout considerations // Journal of Low Power Electronics and Applications. 2012. № 2(1). P. 1−29. URL = http://www.mdpi.com/2079-9268/2/1/1.
10. B.D. de Dinechin, Ayrignac R., Beaucamps P.E., Couvert P., Ganne B., P.G. de Massas, Jacquet F., Jones S., Chaisemartin N.M., Riss F., Strudel T. A clustered manycore processor architecture for embedded and accelerated applications // In 2013 IEEE High Performance Extreme Computing Conference (HPEC). 09 2013. P. 1−6.
11. Manycore Architecture with Lightweight Threads. URL = https://maltsystem.ru/.
12. Пат. РФ 2018.05.21. Рег. № 2018118432/08(028834). Вычислительный модуль для многопотоковой обработки цифровых данных и способ обработки с использованием данного модуля / Елизаров С.Г., Лукьянченко Г.А., Монахов А.М., Сизов А.Д., Советов П.Н.
13. Kranenburg T., R. Van Leuken Mb-lite: a robust, light-weight soft-core implementation of the microblaze architecture // In 2010 Design, Automation Test in Europe Conference Exhibition (DATE 2010). 03 2010. P. 997−1000.
14. MicroBlaze Processor Reference Guide. URL = https://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/mb_ref_guide.pdf.
15. С фабрики TSMC получены первые образцы микропроцессора MALT-C 9Mb96G. URL = https://maltsystem.ru/ru/news/135-fabget.
16. Процессоры MALT-C. URL = https://maltsystem.ru/ru/product/malt-processors#malt-c.
17. Hashcat. URL = https://hashcat.net/hashcat/.
18. Удальцов В.А., Павлов В.Э. Увеличение скорости работы алгоритма шифрования «КУЗНЕЧИК» с использованием технологии CUDA // Теория. Практика. Инновации. 2017. № 4(16). С. 5−11.
19. Кролевецкий А. Производительность ГОСТ-шифрования на х86- и GPU-процессорах // Storage News. 2014. 4/60. URL = http://www.storagenews.ru/60/Code_Sec_cripto_GOST_60.pdf.
20. John M. AES-GCM Encryption Performance on Intel® Xeon® E5 v3 Processors. URL = https://software.intel.com/enus/articles/aes-gcm-encryption-performance-on-intel-xeon-e5-v3-processors.
21. Abdelrahman A.A., Fouad M.M., Dahshan H., Mousa A.M. High performance CUDA AES implementation: A quantitative performance analysis approach // Computing Conference. London. 2017. P. 1077−1085. URL = http://ieeexplore.ieee.org/stamp/ stamp.jsp?tp=&arnumber=8252225&isnumber=8252073.