Bài báo:”MRCA: Multi-grained Reconfigurable Cryptographic Accelerator for Diverse Security Requirements” của sinh viên Nguyễn Hải Hậu - KTMT 2020 đã được chấp nhận đăng tại Hội nghị quốc tế Cool Chips 2024.

Giảng viên hướng dẫn: TS. Phạm Hoài Luân

Tóm tắt:

In today’s digital security, the robust 64-bit cryptographic algorithms are key to fulfilling strict security standards. However, most existing cryptographic architectures primarily support 32-bit algorithms and often exhibit poor performance. Therefore, this paper proposes a multi-grained reconfigurable cryptographic accelerator (MRCA) to efficiently support a variety of 8/32/64-bit algorithms with high performance and energy efficiency. To achieve this, we propose three innovative ideas. Firstly, a dual processing element array (D-PEA) is proposed to perform either two parallel 32-bit algorithms or concatenate them for 64-bit algorithms. Secondly, we develop a synchronous row connection and processing element architecture with a double buffer lane to reduce context memory and enable flexible coordination and computation of data in both 32-bit and 64- bit algorithms. Third, we propose a concatenable 32-bit crypto ALU within each processing element, which can not only execute multiple 32-bit cryptographic operations in a single cycle but also connect to support multiple 64-bit operations. Our MRCA has been successfully implemented and verified across various 8/32/64-bit cryptographic algorithms on the Tysom-3A FPGA platform. Our ASIC experiment on a 45nm CMOS technology shows that the MRCA achieves a remarkable throughput from 0.43 to 15.48 Gbps and energy efficiency ranging from 0.4 to 14.46 Gbps/W, covering a wide range of 8-bit, 32-bit, and 64-bit cryptographic algorithm computations. Compared to previous studies, the MRCA outperforms by 3.5-12 times in throughput and 3.7-20 times in energy efficiency for hashing computations, also offering enhanced flexibility in supporting a wider range of 64-bit algorithms.

"Em xin cảm ơn Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin - ĐHQG TP.HCM và khoa Kỹ thuật máy tính đã xây dựng một môi trường học thuật chất lượng để giúp đỡ sinh viên trong quá trình nghiên cứu, học tập. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Hoài Luân – thầy luôn tận tâm hướng dẫn, động viên em trong quá trình nghiên cứu và truyền tải nhiều kiến thức, kỹ năng giúp sinh viên phát triển. Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến các anh và các bạn trong nhóm nghiên cứu đã luôn hỗ trợ, giúp đỡ em trong suốt quá trình."

IEEE COOL Chips is an International Symposium initiated in 1998 to present advancement of low-power and high-speed chips and systems. The symposium covers leading-edge technologies in all areas of microprocessors and their applications. The COOL Chips 27 is to be held on April 17-19, 2024 in Tokyo. (Rank N/A))

Thông tin chi tiết: