Дослідження застосування алгоритмів малоресурсної криптографії у децентралізованих середовищах
Анотація
Метою даного матеріалу є ознайомлення з областю досліджень застосування малоресурсних алгоритмів криптографії для систем Інтернету речей (IoT) та можливості прямого впровадження в децентралізованих системах. За останні кілька років Інтернет речей став однією з найважливіших технологій століття. Зараз людство досягло високого рівня розвитку технологій, що дозволяє налаштовувати взаємодію між пристроями та створювати безперебійний зв’язок між людьми, процесами та речами. З появою 5G технології, IoT стали центром розвитку майже для всіх сучасних галузей. Пристрої в цій архітектурі значно менші та мають низьке енергоспоживання. Звичайні алгоритми шифрування, як правило, дорогі в обчислювальному плані через їхню складність і вимагають багато раундів, однак це може поставити під загрозу бажану цілісність. Криптографія з низьким ресурсом — це компроміс між вартістю впровадження, швидкістю, безпекою, продуктивністю та енергоспоживанням на пристроях IoT. Мотивація полегшеної криптографії полягає в тому, щоб використовувати менше пам’яті, менше обчислювальних ресурсів і менше енергоспоживання, щоб забезпечити рішення безпеки, яке може працювати на пристроях з обмеженими ресурсами. Блокові шифри мають фіксовану довжину бітів і різні кроки перетворення, які визначаються симетричним ключем. Блокові шифри дуже універсальні, що дуже корисно з точки зору IoT. Ще одна перевага полягає в тому, що цей процес має майже ідентичні методи шифрування та дешифрування. Тому його можна реалізувати з меншими ресурсами.
Завантаження
Посилання
Xia, F., Yang, L. T., Wang, L., & Vinel, A. (2012). Internet of Things. International Journal of Communication Systems, 25(9), 1101–1102. https://doi.org/10.1002/dac.2417
Jia, X., Feng, Q., Fan, T., & Lei, Q. (2012). RFID technology and its applications in Internet of Things (IoT). 2012 2nd International Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet). https://doi.org/10.1109/cecnet.2012.6201508
Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1645–1660. https://doi.org/10.1016/j.future.2013.01.010
Suo, H., Wan, J., Zou, C. and Liu, J. (2012) Security in the Internet of Things: A Review. IEEE International Conference on Computer Science and Electronics Engineering, Hangzhou, 23-25 March 2012, 648-651. https://doi.org/10.1109/ICCSEE.2012.373
McKay, K. A., Bassham, L., Turan, M. S., & Mouha, N. (2017). Report on lightweight cryptography. https://doi.org/10.6028/nist.ir.8114
ISO/IEC 29192-2:2012. (2012). Information technology — Security techniques — Lightweight cryptography — Part 2: Block ciphers. Retrieved from https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso-iec:29192:-2:ed-2:v1:en.
Banik, S., Bogdanov, A., Isobe, T., Shibutani, K., Hiwatari, H., Akishita, T., & Regazzoni, F. (2015). Midori: A Block Cipher for Low Energy. Advances in Cryptology – ASIACRYPT 2015, 411–436. https://doi.org/10.1007/978-3-662-48800-3_17
Eisenbarth, T., Gong, Z., Güneysu, T., Heyse, S., Indesteege, S., Kerckhof, S., Koeune, F., Nad, T., Plos, T., Regazzoni, F., Standaert, F.-X., & van Oldeneel tot Oldenzeel, L. (2012). Compact Implementation and Performance Evaluation of Block Ciphers in ATtiny Devices. Progress in Cryptology - AFRICACRYPT 2012, 172–187. https://doi.org/10.1007/978-3-642-31410-0_11
Chandra, S., Paira, S., Alam, S. S., & Sanyal, G. (2014). A comparative survey of Symmetric and Asymmetric Key Cryptography. 2014 International Conference on Electronics, Communication and Computational Engineering (ICECCE). https://doi.org/10.1109/icecce.2014.7086640
Diehl, W., Farahmand, F., Yalla, P., Kaps, J.-P., & Gaj, K. (2017). Comparison of hardware and software implementations of selected lightweight block ciphers. 2017 27th International Conference on Field Programmable Logic and Applications (FPL). https://doi.org/10.23919/fpl.2017.8056808
Bogdanov, A., Knudsen, L. R., Leander, G., Paar, C., Poschmann, A., Robshaw, M. J. B., Seurin, Y., & Vikkelsoe, C. (2007). PRESENT: An Ultra-Lightweight Block Cipher. Cryptographic Hardware and Embedded Systems - CHES 2007, 450–466. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74735-2_31
Shirai, T., Shibutani, K., Akishita, T., Moriai, S., & Iwata, T. (2007). The 128-bit blockcipher CLEFIA. In International workshop on fast software encryption, 181-195. Springer, Berlin, Heidelberg.
Federal Information Processing Standards Publication 197 Announcing the ADVANCED ENCRYPTION STANDARD (AES). (2001). Retrieved from https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.197.pdf
Moradi, A., Poschmann, A., Ling, S., Paar, C., & Wang, H. (2011). Pushing the Limits: A Very Compact and a Threshold Implementation of AES. Advances in Cryptology – EUROCRYPT 2011, 69–88. https://doi.org/10.1007/978-3-642-20465-4_6
Juels, A., & Weis, S. A. (2005). Authenticating Pervasive Devices with Human Protocols. Advances in Cryptology – CRYPTO 2005, 293–308. https://doi.org/10.1007/11535218_18
Grossschadl, J., Tillich, S., Rechberger, C., Hofmann, M., & Medwed, M. (2007). Energy Evaluation of Software Implementations of Block Ciphers under Memory Constraints. 2007 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition. https://doi.org/10.1109/date.2007.364443
Akishita, T., & Hiwatari, H. (2012). Very Compact Hardware Implementations of the Blockcipher CLEFIA. Selected Areas in Cryptography, 278–292. https://doi.org/10.1007/978-3-642-28496-0_17
Hatzivasilis, G., Fysarakis, K., Papaefstathiou, I., & Manifavas, C. (2017). A review of lightweight block ciphers. Journal of Cryptographic Engineering, 8(2), 141–184. https://doi.org/10.1007/s13389-017-0160-y
Dinu, D., Biryukov, A., Großschädl, J., Khovratovich, D., Le Corre, Y., & Perrin, L. (2015). FELICS - Fair Evaluation of Lightweight Cryptographic Systems. Retrieved from https://csrc.nist.gov/csrc/media/events/lightweight-cryptography-workshop-2015/documents/papers/session7-dinu-paper.pdf
Meiser, G., Eisenbarth, T., Lemke-Rust, K., & Paar, C. (2008). Efficient implementation of eSTREAM ciphers on 8-bit AVR microcontrollers. 2008 International Symposium on Industrial Embedded Systems. https://doi.org/10.1109/sies.2008.4577681
