78
Από την επίσηµη υιοθέτησή του το 2012, η επιστηµονική κοινότητα έχει εστιάσει στη
µελέτη και βελτιστοποίηση των παραµέτρων του SHA-3 για συγκεκριµένα σενάρια
εϕαρµογής, µε ιδιαίτερη έµϕαση στην υλοποίηση σε συσκευές υλικού. Σε επίπεδο
υλικού,
ο
SHA-3
παρουσιάζει
ανώτερη
απόδοση
συγκριτικά
µε
τις
υλοποιήσεις
λογισµικού, κυρίως λόγω της αυξηµένης ισχύος επεξεργασίας, της ταχύτητας και
της ρυθµαπόδοσης που επιτυγχάνονται µε εξειδικευµένη σχεδίαση [136, 169, 170].
Τα
FPGAs
έχουν
επικρατήσει
ως
η
πλέον
ενδεδειγµένη
πλατϕόρµα
υλοποίησης
για
τον
SHA-3,
υπερέχοντας
έναντι
των
ολοκληρωµένων
κυκλωµάτων
ειδικών
εϕαρµογών
(ASIC)
ως
προς
το
χαµηλότερο
κόστος
και
τον
συντοµότερο
χρόνο
ανάπτυξης,
διατηρώντας παράλληλα υψηλά επίπεδα απόδοσης και ενεργειακής
Ένα
από
τα
κύρια
πλεονεκτήµατα
της
υλοποίησης
του
αλγορίθµου
SHA-3
σε
συσκευές FPGA είναι η σηµαντικά αυξηµένη ταχύτητα εκτέλεσης συγκριτικά µε
παλαιότερους
αλγορίθµους
της
οικογένειας
SHA
σε
υλοποιήσεις
υλικού,
καθώς
και η ικανότητα βέλτιστης απόδοσης σε ένα ευρύ ϕάσµα πλατϕορµών υλικού. Η
αξιοποίηση των FPGA για την υλοποίηση του SHA-3 παρέχει υψηλό βαθµό ευελιξίας,
καθώς επιτρέπει τη δυναµική διαµόρϕωση και επαναδιαµόρϕωση των αλγορίθµων,
προσαρµόζοντάς τους σε µεταβαλλόµενες απαιτήσεις εϕαρµογής [172].
Επιπλέον, τα FPGAs προσϕέρουν τη δυνατότητα σχεδιασµού µε έµϕαση στη χαµηλή
ενεργειακή κατανάλωση [173], γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικά κατάλληλα για
υλοποιήσεις
κρυπτογραϕικών
λειτουργιών,
όπως
ο
SHA-3,
σε
περιβάλλοντα
µε
περιορισµένους ενεργειακούς πόρους.
Επίσης, η παράλληλη αρχιτεκτονική και οι
δυνατότητες ταχείας επεξεργασίας των FPGAs µπορούν να οδηγήσουν σε σηµαντική
αύξηση της απόδοσης των υπολογισµών του SHA-3 [174].
Ως
αποτέλεσµα
αυτών
των
πλεονεκτηµάτων,
έχουν
προταθεί
στη
βιβλιογραϕία
διάϕορες στρατηγικές για τη βέλτιστη υλοποίηση του αλγορίθµου SHA-3 σε υλικό.
Οι προσεγγίσεις αυτές εστιάζουν είτε στη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης, είτε
στη βελτιστοποίηση της χρήσης των υλικών πόρων (περιοχή κάλυψης), είτε στην
επίτευξη µέγιστης ταχύτητας επεξεργασίας, αναδεικνύοντας έτσι την πολυδιάστατη
ϕύση του σχεδιασµού αποδοτικών κρυπτογραϕικών συστηµάτων.
Συνολικά, οι συνεισϕορές που παρουσιάζονται στο παρόν κεϕάλαιο συνοψίζονται
ως εξής: