Technische Definition
Der kryptografische Koprozessor ist ein dediziertes Hardwaremodul, das in die Authentifizierungslogikeinheit integriert ist und kryptografische Berechnungen wie Verschlüsselung, Entschlüsselung, Erzeugung/Verifizierung digitaler Signaturen und Schlüsselverwaltung effizient durchführt. Er verbessert Sicherheit und Leistung, indem er diese intensiven Aufgaben vom Hauptprozessor auslagert und robuste Authentifizierungsprotokolle in Systemen gewährleistet, die ein hohes Maß an Datenschutz erfordern. Der Koprozessor arbeitet, indem er kryptografische Anweisungen und Daten vom Hauptprozessor der Authentifizierungslogikeinheit empfängt. Er nutzt optimierte Hardwareschaltungen (z. B. für modulare Exponentiation, elliptische Kurvenoperationen oder AES-Verschlüsselung), um diese Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit und geringer Latenz auszuführen. Die Ergebnisse werden dann an die Haupteinheit zur weiteren Verarbeitung oder Authentifizierungsentscheidung zurückgegeben, wodurch die Rechenlast reduziert und die Gesamtsystemsicherheit verbessert wird. Diese Komponente wird typischerweise auf Silizium mit Kupferverbindungen hergestellt und in Keramik oder Kunststoff verpackt. Zu den wichtigsten Parametern gehören Taktfrequenz (100–400 MHz), Durchsatz (1–10 Gbit/s), Leistungsaufnahme (0,5–5 W), Versorgungsspannung (1,8–3,3 V), Betriebstemperatur (-40 bis 85 °C), Lagertemperatur (-55 bis 150 °C), relative Luftfeuchtigkeit (5–95 % nicht kondensierend), Gehäusegröße (7×7 bis 17×17 mm), Gewicht (0,5–5 g), Unterstützung der Schlüssellänge (128–4096 Bit), Latenz (10–100 µs für eine einzelne RSA-2048-Operation) und Schnittstellenoptionen (SPI, I2C, PCIe). Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung verifiziert werden. Der Koprozessor ist für den Einsatz in Authentifizierungssystemen vorgesehen, in denen Hardwarebeschleunigung erforderlich ist. Bei der Auswahl sollten die erforderlichen Algorithmen, Schlüssellängen, Durchsatz, Leistungsbeschränkungen und Schnittstellenkompatibilität berücksichtigt werden. Die Verifizierung mit dem Hersteller ist erforderlich, um die Einhaltung relevanter Standards wie FIPS 140-2 für die Schlüssellängenunterstützung und IEC 60068-2-1/-2-2/-2-78 für Umgebungsbedingungen zu bestätigen. Die Komponente ist kein eigenständiges Produkt, sondern Teil eines größeren Systems. Für die Beschaffung bestätigen Sie die genauen Spezifikationen und Standards mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten.
Funktionsprinzip
Der Koprozessor empfängt kryptografische Anweisungen und Daten vom Hauptprozessor der Authentifizierungslogikeinheit. Er verwendet optimierte Hardwareschaltungen für Operationen wie modulare Exponentiation, elliptische Kurvenkryptografie oder AES-Verschlüsselung, um Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit und geringer Latenz auszuführen. Ergebnisse werden an die Haupteinheit zur weiteren Verarbeitung oder Authentifizierungsentscheidung zurückgegeben, wodurch die Rechenlast reduziert und die Systemsicherheit verbessert wird.
