Développer des systèmes embarqués à sécurité quantique avec le système sur module Agilex™ 5 d'iWave

Les progrès de l'informatique quantique posent un défi sans précédent aux méthodes de cryptage traditionnelles. Des algorithmes tels que RSA et ECC, autrefois considérés comme sûrs, pourraient bientôt devenir vulnérables à des attaques quantiques capables de les mettre en défaut en quelques secondes. Cette nouvelle réalité exige une transition vers la cryptographie post-quantique (PQC), une nouvelle classe d'algorithmes cryptographiques conçus pour sécuriser les données même à l'ère quantique.

Conscient de l'urgence de cette évolution, iWave Global, leader dans le domaine des FPGA et des plateformes informatiques embarquées, s'est associé à Xiphera, spécialiste finlandais des IP de sécurité au niveau matériel, pour offrir une capacité cryptographique à sécurité quantique sur le système sur module (SoM) Agilex™ 5 d'iWave, proposé par Altera.

Sécurité post-quantique avec xQlave® de Xiphera sur Agilex™ 5

La gamme de produits xQlave® de Xiphera apporte une cryptographie à sécurité quantique robuste au matériel FPGA. Elle implémente des algorithmes PQC normalisés par le NIST, y compris ML-KEM (mécanisme d'encapsulation de clé) et ML-DSA (algorithme de signature numérique), garantissant une sécurité à long terme contre les attaques classiques et quantiques.

Grâce à cette collaboration, iWave a intégré avec succès les blocs IP xQlave® de Xiphera dans le SoM Agilex™ 5, permettant des opérations PQC accélérées par matériel en temps réel, telles que l'échange de clés et la signature numérique, directement au sein de la structure FPGA. Il en résulte une solution cryptographique à faible latence, résistante aux attaques par canal auxiliaire, qui protège les systèmes embarqués contre les menaces quantiques émergentes.

Points forts de la mise en œuvre

L'implémentation PQC s'appuie sur les blocs IP ML-KEM (Kyber) et ML-DSA (Dilithium) de Xiphera sur la plateforme Agilex™ 5 d'iWave (Figure 1).

Figure 1 : SoM Agilex™ 5 d'iWave. (Source de l'image : iWave)

Les capacités techniques clés incluent les suivantes :

• Conformité aux spécifications NIST pour ML-KEM et ML-DSA
• Protection contre les attaques par canal auxiliaire basées sur le temps
• Hautes performances, exécution de milliers d'opérations cryptographiques par seconde
• Facilité d'intégration via des interfaces embarquées standard

Configuration de la démonstration :

L'environnement de démonstration consiste en une carte FPGA d'iWave basée sur Altera Agilex™ 5 connectée à un ordinateur portable Linux (Figure 2). Le FPGA exécute les blocs IP ML-KEM, ML-DSA et TRNG de Xiphera, ainsi qu'un processeur RISC-V qui gère la communication du système. Les opérations cryptographiques — encapsulation des clés et signature numérique — sont effectuées directement sur le FPGA, démontrant une sécurité à résistance quantique en temps réel.

Dispositif FPGA : A5ED065BB32AE5SR0

Figure 2 : Configuration de démonstration avec une carte FPGA d'iWave basée sur Altera Agilex™ 5 connectée à un ordinateur portable Linux. (Source de l'image : iWave)

Pourquoi choisir le SoM Agilex™ 5 d'iWave pour la cryptographie post-quantique

Le système sur module iW-RainboW-G58M (Figure 3), basé sur l'Agilex™ 5 série E, est destiné aux applications embarquées hautes performances qui requièrent à la fois vitesse et sécurité. Le SoM inclut :

• FPGA Agilex™ 5 série E avec boîtier B32A
• 2 Go de LPDDR4 pour HPS et double LPDDR4 de 2 Go pour structure FPGA
• 16 Go d'eMMC (extensible) et 1 Gb de Flash de configuration QSPI
• 24 émetteurs-récepteurs jusqu'à 28 Gbps
• Jusqu'à 656 080 cellules logiques
• Connectivité PCIe Gen4, DDR4 et 2.5 G Ethernet PHY
• Démarrage sécurisé intégré, racine de confiance matérielle et protection cryptée du flux binaire

Figure 3 : SoM FPGA d'iWave basé sur Agilex™ 5. (Source de l'image : iWave)

Mesurant seulement 60 mm x 70 mm, le module compact prend en charge la gamme de FPGA SoC Agilex™ 5 série E complète, y compris les variantes de dispositifs du groupe A (A5E065A/052A/043A/028A/013A) et du groupe B (A5E065B/052B/043B/028B/013B/008B).

Le SoC intègre deux processeurs Arm® Cortex®-A76 et deux processeurs Cortex®-A55, couplés à des blocs DSP compatibles avec des tenseurs d'IA, offrant un équilibre entre performances et rendement énergétique idéal pour les charges de travail cryptographiques de nouvelle génération.

Applications PQC pratiques sur Agilex™ 5

L'intégration de la cryptographie post-quantique dans le SoM Agilex™ 5 ouvre la voie à la conception de systèmes à sécurité quantique dans de nombreuses industries :

• Défense et Aérospatiale : sécurisation des communications critiques et des liaisons par satellite
• Télécommunications : pérennisation des réseaux 5G/6G grâce à une résilience de cryptage à long terme
• Automatisation industrielle : protection des micrologiciels et des transferts de données dans les usines connectées
• Automobile : sécurisation des communications V2X et des mises à jour micrologicielles OTA
• Santé : protection des données des patients et des dispositifs médicaux tout au long de leur cycle de vie opérationnel
• Finance : protection des transactions numériques et des systèmes de paiement intelligents contre les menaces quantiques

À travers ce partenariat, iWave et Xiphera démontrent une implémentation PQC matérielle qui non seulement répond aux exigences de sécurité actuelles, mais anticipe également les besoins de cryptage de demain.

Fiabilité à long terme et support de conception

iWave garantit une longévité de 10+ ans pour ses systèmes sur module, assurant ainsi la continuité de conception pour les applications industrielles et de défense. Les développeurs bénéficient d'une documentation complète, de BSP et de pilotes logiciels, ainsi que de services de conception ODM pour la conception de cartes porteuses, la validation thermique et l'intégration de production.

Cet engagement permet aux équipementiers d'accélérer le déploiement de plateformes embarquées à sécurité quantique, du prototype à la production.

iWave est un fournisseur mondial de systèmes sur modules (SoM) basés sur FPGA et de services de conception ODM, permettant aux clients de développer des solutions de nouvelle génération pour les marchés industriels, médicaux, automobiles et de la défense. Affichant une expertise approfondie en conception FPGA, accélération IA et informatique embarquée sécurisée, iWave aide à transformer les concepts de produits en systèmes fiables et prêts pour la production.

Pour plus d'informations, visitez www.iwave-global.com ou contactez mktg@iwave-global.com