ЖУРНАЛ СТА 4/2013

Применение специализированных вычислителей на основе ПЛИС для решения задач информационной безопасности 76 СТА 4/2013 РАЗРАБОТКИ БЕЗОПАСНОСТЬ www.cta.ru А КТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПЛИС В настоящее время существует не- сколько подходов к построению вычис- лителей для суперкомпьютеров. Выде- лим два из них: первый – традицион- ный, то есть тот, который применяется при проектировании суперЭВМ типа представленных в TOP500 [1]; второй – предполагающий построение специали- зированных вычислителей на базе ПЛИС. Выбор подхода, а следовательно и архитектуры, осуществляется исходя из задач, которые необходимо решать. Традиционная модель по понятным причинам ориентирована на широкий класс задач и подразумевает использова- ние большим количеством пользовате- лей. Отсюда и вытекают стандартные требования к построению соответствую- щих высокопроизводительных систем, начиная от универсальных процессоров архитектуры х86 и заканчивая всем при- вычными средами программирования, в которых создаётся программа. Нас же интересуют задачи специ- ального класса: проблемы защиты ин- формации, криптография, цифровая обработка сигналов, математическое моделирование, задачи с массовым па- раллелизмом и т.д. При определении путей решения подобных задач всегда сказывается специфика требований за- казчика к вычислительной системе. За- частую надо удовлетворить такие требо- вания, как: ● максимально возможная производи- тельность; ● достаточная универсальность; ● приемлемое соотношение це- на/производительность; ● относительно низкое энергопотреб- ление; ● удобство эксплуатации; ● «дружественность» системы, с точки зрения программирования задач. Это ключевые, но далеко не все тре- бования, которые выдвигаются заказ- чиком, и выступать они могут в различ- ных комбинациях и с разными приори- тетами. Кроме того, опыт построения таких систем показывает, что нередко требования противоречат друг другу. Взять хотя бы пару «производитель- ность – универсальность». При форму- лировании технических требований вы- бирается несколько задач, на которых в итоге отлаживается, тестируется и сда- ётся система. Конечно, эти задачи от- носятся к тому классу, для которого соз- даётся высокопроизводительная систе- ма, но далеко не всегда они могут вы- явить весь спектр проблем, с которыми столкнутся и спецвычислитель, и сам заказчик. Предлагаю глубже окунуться в пред- метную область задач по защите инфор- мации и постараться ответить для себя на вопросы, насколько актуальна эта проблематика и почему здесь необходи- мы нетрадиционные подходы к по- строению спецвычислителей. Современное общество невозможно представить без информационных и коммуникационных технологий, они присутствуют во всех сферах человече- ской деятельности. Повсеместное их внедрение, с одной стороны, заметно помогает в решении многих рабочих и повседневных задач, а с другой – таит в себе множество угроз. Поэтому внедре- ние новых информационных техноло- гий в системы управления и связи со- провождается разработкой и широким распространением новых способов обеспечения безопасности передачи информации и защиты данных. Анализ развития средств защиты дан- ных в информационных сетях показы- вает, что в настоящее время наблюдают- ся тенденции к резкому расширению использования криптографических средств в информационных инфра- структурах многих государств. Совре- менное состояние и тенденции в разви- тии средств защиты (закрытия) инфор- мации неразрывно связаны с состояни- ем и тенденциями развития самих си- стем передачи информации и носят пе- Артём Коновальчик В статье поднимаются вопросы информационной безопасности в современном мире. Рассмотрены и проанализированы зарубежные решения на ПЛИС для построения суперЭВМ. Приведено описание отечественного спецвычислителя БВР-01 для применения в составе гибридных кластерных систем.