Організація протидії атакам на криптографічні ключі аналізом динаміки споживання потужності термінальними платформами ІoТ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2073-4751.86.21279Ключові слова:
модулярне експоненціювання, криптографія з відкритим ключем, аналіз споживання потужності, поліморфне обчислення, передобчислення, IoTАнотація
У статті розглянуто проблему підвищення захищеності операції модулярного експоненціювання, що є базовою для криптографії з відкритим ключем у системах дистанційного керування на базі технології IoT, від атак, заснованих на аналізі динаміки споживання потужності.
Показано, що класичні алгоритми модулярного експоненціювання є вразливими до SPA, DPA та CPA, оскільки послідовність виконуваних операцій залежить від бітів секретного коду експоненти. Запропоновано метод поліморфного обчислення модулярної експоненти, у якому обробка розрядів коду експоненти здійснюється групами змінної довжини з використанням передобчислень. Застосування різних наборів груп при кожному обчисленні усуває прямий зв’язок між значеннями бітів експоненти та операціями модулярного множення, що ускладнює реалізацію атак аналізом споживання потужності та виключає можливість статистичної реконструкції коду експоненти.
Доведено, що запропонований метод, крім підвищення рівня захищеності, забезпечує прискорення комп’ютерної реалізації модулярного експоненціювання на 7–15%, що є важливим для малопотужних термінальних IoT-платформ.
Посилання
Patel B.C. IoT an Overview: Advantage, Disadvantage and Applications / Bhagwari Charan Patel, Ram Dhankar Tripathi, Naveen Goel // International Journal of Computer Applications Technology and Research. Vol. 10.- № 5.- P.119-122.
Schneier B. Applied Cryptography. Protocols. Algorithms and Source codes in C. Ed.John Wiley, 1996 - 758 p.
Mangard S. Power Analysis Attacks: Revealing the Secrets of Smart Cards / Stefan Mangard, Elisabeth Oswald, Thomas Pop // Springer-Verlag.- 2007. – P. 338. DOI: 10.1007/978-0-387-38162-6.
Randolp M. Power Side-Channel Atttack Analysis: A Review of 20 Years of Study for the / Mark Randolph, William Diehl // Cryptography.- 2020.- Vol.4- № 4. - P.1-33. DOI: 10.3390/ cryptography4020015.
Марковський О.П.Метод прискорення модулярного піднесення до квадрату довгих чисел для криптографічних застосувань / О.П. Марковський , Аль-Мрaят Гассан Абдель Жаліль // Проблеми управління та інформатизації.- 2024.- № 1 (77).- С.68-79. DOI: 10.18372/2073-4751.77.18659
Messerges T.S. Examining smart-cart security under the threat of power analysis attacks / T.S. Messerges, E.A. Dabbish, R.H. Sloan // IEEE Transaction on Computers.- 2002.- Vol.51.- № 5. - P.541-552. DOI: 10.31109/TC.2002.1004593.
Марковський О.П. До проблеми захисту операндів модулярного експоненціювання від їх реконструкції аналізом споживання потужності // О.П. Марковський, А.А.Зюзя, Мухаммад Мефлех Алиса Абабне, В.М. Гаразд // Вісник НТУУ. Інформатика, управління та обчислювальна техніка 2007.- Вип.47.- С.22-32.
Clavier C. Universal exponentiation algorithm - A first step to toward provable SPA-resistance / С. Clavier, M. Joye // Proceeding of 3-th International Workshop “Cryptographic Hardware and Embedded Systems”(CHES-2001), - 2001. LNCS-2162,-P. 300-308.
Русанова О.В. Метод модулярного експоненціювання з захистом від атак аналізом динаміки споживання потужності / О.В. Русанова, О.П. Марковський, В.В. Вовк //. Проблеми управління та інформатизації.- 2024.- № 4 (80).- С.93-103. DOI: 10.18372/2073-4751.80.19774.
Markovskyi O. A Secure Cloud Computing Approach for Rapid Implementation of Public Key Cryptography on IoT Terminal Devices / O. Markovskyi, M. Haidukevych, J. Borges, N. Serhiichuk // 14th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies DESSERT-2024, Athens, Greece, -2024,- P. 55-59, DOI: 10.1109/DESSERT65323.2024.11122255.
Markovskyi O.P. Method for Power Analysis-Proof Implementation of Modular Exponentiation on IoT Terminal Microcontrollers / O.P. Markovskyi, Jose Borges, Nazar Serhiichuk, N.G. Bardis //14-th International Conference on Dependable system, Service and Technologies DESSERT-2024, Greece, Athens.-2024.-P.248-253. - DOI: 10.1109/DESSERT65323.2024.11122248.
Kocher P. Differential Power Analysis / Р. Kocher, J.Jaffe, B.Jun // Proceeding of CRYPTO’99.-Springer-Verlag.-1999.- P.388-404.
Bardis N.Organization of the polymorphic implementation of Rijndael on microcontrollers and smart cards / N/Bardis, N. Doukas, O.P. Markovskyi // Conference Military Communication – Milcom-2010. USA-2010.- P.43-51. DOI: 10.1109/ MILCOM.2010.5680249.
Wells J.B. A calculus with polymorphic and polyvariant flow types / J.B. Wells, A. Dimock, R. Muller, F.Turback // Journal of Functional Programming.- 2002.- Vol.12.- 3.- P.183-227. DOI: 10.1017/ S095679680 1004245.
Markovskyi O. An Accelerate Approach for Public Key Cryptography Implementation on IoT Terminal Platforms / O. Markovskyi, Al-Vrayat Ghassan Abdel Jalil Halil, Nikolaos Doukas, Nikos Bardis // 13-th International Conference on Dependable system, Service and Technologies DESSERT-2023, 13-15 October, Greece, Athens. DOI: 10.1109/DESSERT61349.2023.1041651
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі:
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
