Contribuciones a la implementación de sistemas electrónicos digitales embebidos sobre hardware reconfigurable
Palabras clave:
sistemas embebidos, FPGA, SoC-FPGA, procesado de imágenes, funciones criptográficas, ataques de canal colateralResumen
Introducción: Los sistemas electrónicos embebidos sobre dispositivos de hardware reconfigurable posibilitan la realización de implementaciones híbridas hardware/software que permiten acelerar mediante hardware las funciones de mayor latencia, por lo que constituye un campo de investigación actual el desarrollo de arquitecturas hardware parametrizables que posibiliten su utilización en diversas aplicaciones. El objetivo de este trabajo es presentar diferentes contribuciones en este campo relacionadas con la aceleración de funciones de procesamiento de imágenes y funciones criptográficas, así como en la detección de posibles vulnerabilidades ante diferentes tipos de ataques.
Métodos: Se presentan diferentes metodologías de desarrollo dada la diversidad de las contribuciones que se exponen. Para la implementación de las funciones de procesamiento de imágenes se utilizó una metodología basada en modelos haciendo uso de la herramienta Xilinx System Generator junto con Matlab/Simulink así como un novedoso procedimiento de configuración automática de los componentes hardware de la biblioteca desarrollada; mientras que las implementaciones de las funciones criptográficas fueron desarrolladas en lenguaje de descripción de hardware. Para la detección de las vulnerabilidades se utilizaron ataques de manipulación de contenidos y de canal colateral por consumo de potencia del tipo SPA.
Resultados: Se expone la utilización de componentes hardware de la biblioteca desarrollada en una aplicación de identificación de matrículas de vehículos y de componentes hardware de funciones criptográficas, debidamente protegidas contra diferentes ataques, en el sistema criptográfico ARCANO, así como la validación de que el algoritmo binario de Euclides es vulnerable ante el conocimiento parcial de su flujo de ejecución. En Conclusiones se enfatizan las contribuciones fundamentales de las investigaciones realizadas, así como su utilidad práctica en aplicaciones reales.
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