アクセラレータ用暗号開発ツールSPT

岩井 啓輔  渡部 匡  田中 秀磨  黒川 恭一  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J100-D   No.6   pp.627-638
発行日: 2017/06/01
Online ISSN: 1881-0225
論文種別: 論文
専門分野: ソフトウェア工学
キーワード: 
暗号,  アクセラレータ,  自動並列化,  CUDA,  高位合成,  

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あらまし: 
電子化されたデータを保護するための暗号処理技術は,あらゆるデバイスで使用されている.この処理を効率良く行うためには,アクセラレータの有効活用が不可欠である.特定の処理を加速するアクセラレータは,汎用プロセッサと組み合わせて,組み込みプロセッサから計算サーバまで広く使用されている.しかし,アクセラレータはプログラミングが難しく,アーキテクチャが多彩なため,それぞれのデバイスに合わせたチューニングも求められるという問題があった.そこで,本研究では,暗号処理にターゲットを絞り,アクセラレータを有効に利用するためのプログラム開発環境SPTを開発した.SPTは,共通鍵ブロック暗号の仕様のブロック図を記述するだけで,汎用のC言語,GPGPU,FPGAを用いるための高位合成のそれぞれにチューニングされたプログラムを出力することができる.実際の暗号のブロック図を記述し,実行した結果,汎用プロセッサ用のC言語プログラムと,高位合成用Cプログラムでは,人手を用いて作成したプログラムと同等の実行速度を実現するプログラムがSPTから生成され,GPGPU用のプログラムにおいては,人手を用いて作成されたプログラムの約50%〜60%の速度性能のプログラムがSPTから出力されることが確認された.