暗号通信におけるリクエスト予測を用いたFPGA再構成オーバヘッドの低減手法

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  • アンゴウ ツウシン ニ オケル リクエスト ヨソク オ モチイタ FPGA サイコウセイ オーバヘッド ノ テイゲン シュホウ
  • A Method of Reducing Reconfiguration Overhead of an FPGA-based Encryption Communication System by Predicting the Use of Encryption Algorithm

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抄録

クライアント・サーバ型の暗号通信において，暗号処理の部分を汎用のFPGA を動的に書き換えて実行するような，リコンフィギャラブルなシステムモデルを作成した．このようなシステムにおいて，性能の向上を妨げる要因となりうるFPGA 再構成オーバヘッドを低減する方法として，処理のオーバラップと過去の履歴からの近い将来のリクエストにおける暗号方式の予測を行い，その有効性を検証した．シミュレーション実験の結果，処理のオーバラップにより数十倍以上の，リクエストの予測によりさらに平均70%，最大250%以上の性能向上が可能であることが分かった．

In this paper, we proposed the reconfigurable system model which used FPGA dynamic reconfiguration to encrypt the data in the server-client encryption communication. In such a system, the factor which prevents an improvement of performance is FPGA reconfiguration overhead. Then, we take the way to reduce such overhead, predict the encryption algorithm used in the near future requests based on history of requests received so far and, overlap the software processing and FPGA reconfiguration. In this paper, we verify the effectiveness of these way to reduce FPGA reconfiguration overhead by simulation. Result, tens of performance times or more improvement by overlapping, in addition, performance improvement of average 70% and maximum 250% by request prediction.

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