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2026年7月 第2号
WireGuard 10G IPコア — 高速ネットワーク向けハードウェア高速化VPN

[ 新製品リリース ]
WireGuard IPコア — FPGAで実現する10GbpsフルスピードVPN暗号化

シンプルで堅牢なWireGuardですが、ソフトウェア処理ではCPU性能が限界となり、スループットは5 Gbps程度で頭打ちになります。10G回線をフルに活かす前に暗号化がボトルネックとなり、CPUリソースも枯渇してしまいます。

この課題を解決するのが、WireGuard 10G IPコア です。ハンドシェイク(Noise)から暗号化(X25519, BLAKE2s, ChaCha20-Poly1305)まで、すべての処理をFPGAハードウェア上で直接実行し、CPU負荷ゼロ、外部メモリ不要で10Gbpsラインレートを達成します。もちろん、標準WireGuardソフトウェアとの実機相互接続も検証済みです。

WireGuardをハードウェアに移行すべき理由

CPUで暗号化を実行すると、VPNスループットは処理オーバーヘッドによって上限が決まり、ホスト上の他のすべてのタスクと競合します。プロトコル全体をFPGAロジックに移行することで、このパフォーマンス構造は一変します。ホストCPUを本来のアプリケーション処理へ100%解放しながら、通信リンクを物理限界のスピードで走らせることが可能になります。

全二重暗号化トンネル iperf3ベンチマーク (ZCU106)

ユースケース:10G回線をフル活用するマルチサイト間セキュアネットワーク

支社・拠点およびリモート・データセンターと、堅牢なセンター・スループットサーバーを10G光回線で結ぶハブ&スポークトポロジーです。ハードウェア・アクセラレートされたWireGuardトンネルにより、回線帯域を最大限に活かした拠点間通信を実現します。

WireGuard 10G IPコア ソリューション図 — マルチサイトトポロジーおよびハードウェア/ソフトウェアスループット比較

WireGuard 10G-IP のアドバンテージ

🔒
ハードウェアによる完全プロトコル実装
Noiseハンドシェイク, X25519, BLAKE2s, ChaCha20-Poly1305 をすべてFPGAロジックで実行 — ソフトウェア暗号ライブラリ不要。
10Gライン速度

各方向9 Gbps超・合計約17.5 Gbps 10GbEリンクのフル帯域を実現。— ソフトウェア上限は約5 Gbps
🧠
ゼロCPU

WireGuard VPNは外部メモリ不要でFPGAロジック上で完全動作し、ホストCPUを完全に解放します。
🧱
統合ネットワーク・スタック
UDP/IP・ARPコントローラー内蔵、フラグメントなしIPv4、ジャンボフレーム対応、64-bit AXI4-Stream。
相互接続実証済み

ZCU106上で標準WireGuardソフトウェアとの相互接続を検証 — Sambaファイル転送とiperf3で実証済み。

技術仕様

プロトコル 完全な WireGuard VPN — Noiseハンドシェイク・ChaCha20-Poly1305・X25519・BLAKE2s — 100%ハードウェア実装
対応デバイス AMD Kintex UltraScale+ KCU116, Zynq UltraScale+ ZCU106
Altera Agilex 5 近日公開
データ / MACインターフェース ユーザーデータ側とイーサネットMAC側の 64-bit AXI4-Stream
ネットワークスタック UDP/IP + ARP統合 · フラグメントなしIPv4 · ジャンボフレーム対応 · 10Gイーサネット
ピークスループット 9.2 Gbps TX / 8.3 Gbps RX — 合計約17.5 Gbps 全二重(iperf3)
ホストCPU / メモリ ゼロ CPU — VPNトラフィックは完全にFPGAロジックで処理 · 外部メモリ不要
クイックスタート FPGAをプログラム → GUIを起動 → 鍵を設定してトンネルを有効化 → Samba / iperf3で動作確認

WireGuard 10G IPコアの実機デモ

実機デモをご覧ください:FPGA上でフル10G WireGuard VPN暗号化を実現、Sambaファイル転送とiperf3スループットでの動作が確認済できます。

WireGuard 10G IPコア デモ
注目のデモ
WireGuard 10G IPコア — ハードウェア高速化VPNデモ
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