Анализ аппаратной поддержки криптографии при построении информационной безопасности вуза

Аннотация

Проблему имплементации традиционных криптоалгоритмов во встроенных системах сначала пытались решить на программном уровне, для чего максимально оптимизировали код за счет использования языка ассемблера и особенностей архитектуры процессора. Сформировался ряд криптобиблиотек, ориентированных на ВС и IoT, самые известные из которых WolfSSL, OpenSSL, GUARD TLS. Tiny / Toolkit, Cifra, содержат реализации как отдельных алгоритмов так и целых протоколов с умеренными требованиями к ресурсам вычислителя. Вместе с тем и сама криптография пыталась подстроиться под требования ИОТ, и в начале 2000-х годов выделилось такое отдельное направление как легковесная или малоресурсная криптография (Lightweight Cryptography) для устройств с ограниченными ресурсами. При создании легковесных криптоалгоритмов на первое место выходит стоимость реализации при адекватном уровне защиты и нужной производительности, то есть важен компромисс между этими тремя параметрами, который зависит от конкретных требований к устройству. По сравнению с классическими алгоритмами, легковесные алгоритмы за счет уменьшения размера ключа, количества раундов, замены более сложных операций проще или отказа от них позволяют существенно увеличить производительность и снизить требования к ресурсам реализации. В качестве примера программно-ориентированных легковесных алгоритмов, получивших значительную популярность в последние годы можно указать шифры ChaCha20, Speck, хэш Blake2, Мас-функцию Poly1305 и др. Кроме того появились режимы работы шифров, призванные комплексно и с минимальными накладными расходами обеспечить конфиденциальность, целостность и аутентификацию пакетизированных данных.