MAXREFDES34 (Alcatraz)
Overview
設計リソース
説明
Smart factories, industrial and medical applications employ the flexibility and high performance of modern FPGAs. As these systems become increasingly connected, security emerges as a paramount feature to protect IP, enable system features using software and prevent counterfeiting. The Alcatraz (MAXREFDES34#) subsystem reference design uses the DS28E15 to immediately implement SHA-256 authentication on Xilinx® FPGAs. The DS28E15 communicates over the single-contact 1-Wire® bus, reducing the number of pins necessary to carry out the solution. The reference code defines a combined SHA-256 processor and 1-Wire Master on the host FPGA.
Figure 1. The Alcatraz subsystem design block diagram with development platform.
機能と利点
- SHA-256 authentication
- Single-contact 1-Wire interface
- Example source code
- Pmod™-compatible form factor
Competitive Advantages
- Crypto-strong authentication
- Single pin count interface
- Fast performance with hardware acceleration
Applications
- Counterfeit protection
- Peripheral authentication
- IP protection
- License and feature management
Details Section
スマートファクトリー、産業、および医療アプリケーションは、最新のFPGAの柔軟性と高性能を利用しています。これらのシステムの接続化が進むとともに、IP保護、ソフトウェアを使用したシステム機能の有効化、および偽造防止のための最重要機能としてセキュリティが重視されています。Alcatraz (MAXREFDES34#)サブシステムリファレンスデザインは、DS28E15を使用し、Xilinx® FPGA上にSHA-256認証を瞬時に実装します。DS28E15は、単一接点の1-Wire®バス経由で通信し、ソリューションの実行に必要なピンの数を減らします。リファレンスコードは、ホストのFPGA上でSHA-256プロセッサと1-Wireマスターの組合せを定義します。
図1. Alcatrazサブシステムデザインのブロック図(開発プラットフォームを含む)
特長
- SHA-256認証
- 単一接点1-Wireインタフェース
- サンプルソースコード
- Pmod™対応形状
競争優位性
- 高い暗号強度の認証
- 単一ピンによるインタフェース
- ハードウェア高速化による高速性能
アプリケーション
- 偽造防止
- ペリフェラル認証
- IP保護
- ライセンスおよび機能管理
Alcatrazは、図に示すように6ピンPmodコネクタを使用してFPGA開発ボードとインタフェースします。Alcatrazをホストボードに装着するときは、図2に示すように、ピンの向きとホストのPmodコネクタの向きが適切であることを確認してください。
図2. MicroZed開発プラットフォームに適切に装着されたAlcatrazサブシステムデザイン
表1に、サポート対象のプラットフォームおよびポートを示します。
| Supported Platforms | Ports |
|---|---|
| LX9™ 3 platform (Spartan®-6) | J5 |
| MicroZed™ platform (Zynq®-7000) | J5 |
SHA-256などの対称認証方式の場合、セキュア認証用ICの秘密鍵と、FPGAの秘密鍵の両方を保護することが重要です。FPGAの秘密鍵のセキュリティが不十分な場合、対称認証の実装はリスクを伴います。そのため、DS28E15はDeepCover®技術を使用して侵入型および非侵入型の攻撃からその秘密鍵を保護します。このリファレンスデザインでは、FPGAの秘密鍵を保護するための各種の技法を詳細に説明します。
表1に、現在サポートされているプラットフォームとポートを示します。その他のプラットフォームのサポートは、｢すべての設計ファイル｣の項の｢ファームウェアファイル｣に定期的に追加される可能性があります。
ファームウェアによって、ハードウェアに直ちにインタフェースすることができます。ファームウェアはVerilogで記述され、Eclipse™オープンソース規格に基づくXilinx SDKツールを使用して開発されています。
ファームウェアのプログラムシーケンスはシークレットの計算とロック(CLS)、ページデータのDS28E15への書込み、およびDS28E15の認証に使用されます。完全なソースコードによって、お客様の開発が迅速化されます。コードの説明は、対応するファームウェアプラットフォームファイル内にあります。
Alcatrazのファームウェア設計はMicroZedキットもサポートしており、Xilinx Zynqシステムオンチップ(SoC)内に配置されたARM® Cortex®-A9プロセッサをターゲットとしています。
ファームウェアによって、ハードウェアに直ちにインタフェースすることができます。ファームウェアはCで記述され、オープンソース規格のEclipse™に基づくXilinx SDKツールを使用して開発されています。
ファームウェアのプログラムシーケンスはシークレットの計算とロック(CLS)、ページデータのDS28E15への書込み、およびDS28E15の認証に使用されます。完全なソースコードによって、お客様の開発が迅速化されます。コードの説明は、対応するファームウェアプラットフォームファイル内にあります。
必要機器：
- 2つのUSBポートを備えたWindows® PC
- Alcatraz (MAXREFDES34#)ボード
- Alcatrazがサポートしているプラットフォーム(すなわち、LX9開発キットまたはMicroZedキット)
セットアップとプログラミングの詳細な手順は、提供されるファームウェアファイル内のREADME.txtファイルに含まれています。
1-WireはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。
ARMはARM Limitedの登録商標および登録サービスマークです。
CortexはARM Limitedの登録商標です。
DeepCoverはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。
EclipseはEclipse Foundation, Inc.の商標です。
HyperTerminalはHilgraeve, Incorporatedの登録商標です。
ISEはXilinx, Inc.の登録商標です。
PmodはDigilent Inc.の商標です。
SpartanはXilinx, Inc.の登録商標です。
Windowsは Microsoft Corporationの登録商標および登録サービスマークです。
Windows XPはMicrosoft Corporationの登録商標および登録サービスマークです。
XilinxはXilinx, Inc.の登録商標および登録サービスマークです。
ZedBoardはZedBoard.orgの商標です。
ZynqはXilinx, Inc.の登録商標です。
Documentation & Resources
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MAXREFDES34 Design Files2022/11/23ZIP87 K
Support & Training
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