Энергоэффективное шифрование для Интернета вещей: специальный чип снижает энергопотребление при шифровании с открытым ключом на 99,75%, увеличивает скорость в 500 раз

Протоколы шифрования с открытым ключом сложны, и в компьютерных сетях они выполняются программным обеспечением. Но это не сработает в сети вещей, предполагаемой сети, которая будет подключать множество различных датчиков — встроенных в автомобили, бытовую технику, строительные конструкции, производственное оборудование и метки для скота — к онлайн-серверам. Встроенные датчики, которым необходимо продолжить срок работы батареи, не смогут позволить себе столько энергии и памяти, сколько потребовалось бы для программного выполнения протоколов шифрования.

Исследователи из Массачусетского технологического университета создали новый чип, предназначенный для шифрования с открытым ключом, что потребляет всего 1/400 энергии, чем выполнение тех же протоколов программным обеспечением. Он также использует примерно 1/10 количества памяти и выполняется в 500 раз стремительнее.

Исследователи обрисовывают микросхему в статье, которую они мнят на этой неделе на Интернациональной конференции по твердотельным схемам.Как и большинство современных систем шифрования с открытым ключом, чип исследователей использует метод, именуемый шифрованием по эллиптической кривой.

Как направляться из заглавия, шифрование эллиптической кривой основывается на математической функции, именуемой эллиптической кривой. В прошлом исследователи, и группа из Массачусетского технологического университета, которая создала новый чип, создавали чипы, жестко запрограммированные для работы с конкретными эллиптическими кривыми или семействами кривых. Что отличает новый чип, так это то, что он рекомендован для обработки любой эллиптической кривой.

«Криптографы придумывают кривые с разными изюминками и используют разные простые числа», — говорит Утсав Банерджи, аспирант Массачусетского технологического университета в области электротехники и информатики и первый создатель статьи. «Существует много споров о том, какая кривая имеется надёжной и какую кривую использовать, и имеется пара кабинетов министров с разными стандартами, каковые говорят о разных кривых. С этим чипом мы сможем поддерживать их все, и, надеюсь, в то время, в то время, когда новые кривые покажутся в будущем, мы также сможем их поддержать ».

Вместе с Банерджи в работе над данной статьей трудятся его научный руководитель, Ананта Чандракасан, декан Школы инженерии Массачусетского технологического университета, и профессор компьютерных электротехники и наук Ванневар Буш; Арвинд, профессор Джонсона в области компьютерных наук; и Эндрю Райт и Чирааг Джувекар, оба аспиранты в области электротехники и информатики.Модульное рассуждениеЧтобы создать личный универсальный чип с эллиптической кривой, исследователи разложили криптографические вычисления на составные части.

Криптография с эллиптическими кривыми основана на модульной математике, что свидетельствует, что значениям чисел, каковые фигурируют в вычислениях, назначается предел. Если результат какого-либо вычисления превышает этот предел, он делится на предел, и сохраняется только остаток. Секретность лимита оказывает помощь обеспечить криптографическую безопасность.Так, одним из вычислений, которым микросхема MIT посвящает особую схему, имеется модульное умножение.

Но вследствие того что криптография с эллиптической кривой имеет дело с большими числами, модульный умножитель чипа огромен. Как правило, модульный умножитель может обрабатывать числа с 16 или, возможно, 32 двоичными цифрами или битами. Для более громадных вычислений результаты дискретных 16- или 32-битных умножений будут интегрированы при помощи дополнительных логических схем.Но модульный умножитель микросхемы MIT может обрабатывать 256-битные числа.

Устранение дополнительных схем для интеграции мелких вычислений снижает энергопотребление чипа и увеличивает его скорость.Вторая основная операция в криптографии с эллиптическими кривыми именуется инверсией. Инверсия — это вычисление числа, которое при умножении на заданное число дает модульное произведение 1. В прошлых микросхемах, посвященных криптографии с эллиптической кривой, инверсия выполнялась теми же схемами, каковые делали модульное умножение, что экономило место на кристалле. . Но исследователи из Массачусетского технологического университета вместо этого оснастили личный чип особенной схемой инвертора.

Это увеличивает площадь поверхности чипа на 10 процентов, но снижает потребление энергии вдвое.Самый популярный протокол шифрования для применения криптографии с эллиптической кривой именуется протоколом безопасности транспортного уровня дейтаграммы, что командует не только вычислениями с эллиптической кривой, вместе с тем форматированием, передачей и обработкой зашифрованных данных. Фактически, целый протокол встроен в микросхему исследователей Массачусетского технологического университета, что скоро снижает количество памяти, необходимый для его выполнения.

Чип также имеет универсальный процессор, что вероятно использовать совместно со особенной схемой для выполнения вторых протоколов безопасности на базе эллиптических кривых. Но его вероятно отключить, в то время, в то время, когда он не употребляется, исходя из этого это не воздействует на энергоэффективность чипа.

9 комментариев к “Энергоэффективное шифрование для Интернета вещей: специальный чип снижает энергопотребление при шифровании с открытым ключом на 99,75%, увеличивает скорость в 500 раз”

  1. ладно, нормальных аленей тут никогда не было и никогда не будет. пойду в берчик лучше покатать

  2. — Эх, яблочко катись по бережку, купил товар, давай денюжку, купил товар, давай денюжку (с)

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *