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Digitale Signaturen zum Überprüfen der Integrität von Daten, beispielsweise von Software-Updates, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Im Bereich der eingebetteten Systeme kommen derzeit wegen der geringen Komplexität noch überwiegend symmetri-sche Verschlüsselungsverfahren zur Berechnung eines Authentifizierungscodes zum Einsatz. Asym-metrische Kryptosysteme sind rechenaufwendiger, bieten aber mehr Sicherheit, weil der Schlüssel zur Authentifizierung nicht geheim gehalten werden muss. Asymmetrische Signaturverfahren werden typischerweise zweistufig berechnet. Der Schlüssel wird nicht direkt auf die Daten angewendet, sondern auf deren Hash-Wert, der mit Hilfe einer Hash-funktion zuvor berechnet wurde. Zum Einsatz dieser Verfahren in eingebetteten Systemen ist es erforder-lich, dass die Hashfunktion einen hinreichend gro-ßen Datendurchsatz ermöglicht. In diesem Beitrag wird eine effiziente Hardware-Implementierung der SHA-256 Hashfunktion vorgestellt.
In diesem Beitrag wird die Hardware-Implementierung eines Datenkompressionsverfahrens auf einem FPGA vorgestellt. Das Verfahren wurde speziell für Kompression kurzer Datenblöcke in Flash-Speichern entwickelt. Dabei werden Quelldaten mithilfe eines Encoders komprimiert und mit einem Decoder verlustlos dekomprimiert. Durch die Reduktion der Datenrate kann in Flash-Speichern die Übertragungsdauer zum Lesen und Schreiben reduziert werden. Ebenso ist eine Kompression von Nutzdaten sinnvoll, um zusätzliche Redundanzen für einen Fehlerschutz einfügen zu können, ohne den Gesamtspeicherplatzbedarf zu erhöhen.
Flash-Speicher wurden ursprünglich als Speichermedium für Digitalkameras entwickelt, finden inzwischen aber in vielen Bereichen Anwendung.
Die in Konstanz ansässige Firma Hyperstone GmbH ist ein führender Anbieter von Flashcontrollern für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an Zuverlässigkeit und Datenintegrität. Bereits seit April 2011 kooperiert die Firma Hyperstone mit der HTWG Konstanz bei der Entwicklung von Fehlerkorrekturverfahren für einen zuverlässigen Einsatz von Flash-Speichern. Aufgrund der rasanten Entwicklung bei Flashspeicherbausteinen ist auch eine stetige Weiterentwicklung der Korrekturverfahren notwendig. Im Rahmen dieser Kooperation wurde inzwischen zwei Flashcontroller mit sehr leistungsfähiger Fehlerkorrektur entwickelt. Der folgende Artikel gibt Einblick in den Einsatz von Flash-Speichern und erläutert die Notwendigkeit für eine leistungsfähige Fehlerkorrektur.