Специалисты лаборатории фундаментальных основ построения интеллектуальных систем ЛЭТИ разработали математический метод, снижающий энергопотребление и необходимое на вычисления время в микроконтроллерах, использующих надежные, но ресурсозатратные алгоритмы криптозащиты. Потенциально разработка может быть использована для защиты автономных транспортных средств, например, беспилотных автомобилей. Работу выполнил аспирант ЛЭТИ Наураз Саббри под руководством заведующей лабораторией ФОИС Аллы Левиной, а результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
Цифровая безопасность автономных транспортных средств ― одна из важнейших задач на пути их широкого внедрения. Взлом беспилотного автомобиля может привести не только к его поломке, но и к аварии на дороге. Надежные методы защиты опираются на ассиметричное шифрование ― направление в криптографии, которое основывается на четких математических принципах и использует задачи-ловушки. Такие системы требуют серьезных вычислительных мощностей и достаточно много времени на математические операции. Применяемые в беспилотных транспортных средствах микропроцессоры управления, контроля и мониторинга ограничены в ресурсах, поэтому применять в них подобные криптографические алгоритмы затруднительно.
Ученые ЛЭТИ разработали метод, с помощью которого возможно минимизировать мощностные и временные затраты, и ускорить работу существующих алгоритмов.
«Принцип задач-ловушек, которые применяются в ассиметричном шифровании, условно заключается в том, что закрыв дверь одним ключом, открыть ее можно только другим. Это полностью решает проблемы передачи и хранения ключа, однако, при этом системы очень тяжеловесные. В электронных цифровых подписях (ЭЦП), которые применяют для защиты данных, в основном используют криптографические методы на основе эллиптических кривых. Нам удалось сократить количество операций в ЭЦП, основанных на эллиптических кривых и необходимое для вычислений время. Таким образом, мы оптимизировали существующий алгоритм для его применения в маломощных устройствах. При этом, ускорение работы и снижение энергопотребления не снижает уровень безопасности», ― рассказала корреспонденту портала «Научная Россия» руководитель лаборатории фундаментальных основ построения интеллектуальных систем ЛЭТИ Алла Левина.
Ученые исследовали метод на микроконтроллере в лабораторных условиях: сравнили затраты мощности и необходимое на вычисление время при использовании классических алгоритмов и предложенной разработки. Замеры показали, что при новом подходе требуется значительно меньше ресурсов и времени. Теперь разработчики планируют оценить эффективность нового метода на других микроконтроллерах и расширить исследования на другие алгоритмы эллиптических кривых, используемых в ЭЦП.
Параллельно научная группа занимается поиском цифровых уязвимостей в устройствах и исследует автоматизированные системы выявления кибератак. В частности ученые разработали и запатентовали систему для обнаружения атак по сторонним каналам: это класс атак, при которых идет поиск уязвимостей не в математических алгоритмах, а в их реализации. То есть, анализируя энергопотребление, или электромагнитное излучение, возможно восстановить исходные данные. Созданная система способна выявлять кибератаки на SIM-карты, анализируя энергопотребление смартфона.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото предоставлено пресс-службой ЛЭТИ
