ШВИДКЕ ЗАХИЩЕНЕ ОБЧИСЛЕННЯ В ХМАРІ ПРОЦЕДУР КРИПТОГРАФІЇ З ВІДКРИТИМ КЛЮЧЕМ ДЛЯ IoT

Abstract

Об'єктом викладених в статті досліджень є процеси захищеної реалізації на віддалених комп’ютерних системах базової операції криптографії з відкритим ключем – модулярного експоненціювання.    Мета дослідження полягає в прискоренні обчислювальної реалізації механізмів криптографічного захисту з відкритим ключем на термінальних мікроконтролерах комп’ютерних систем керування в режимі реального часу шляхом організації  захищеного виконання базової операції цих механізмів – модулярного експоненціювання на віддалених комп’ютерних системах. Для досягнення поставленої мети використано мультиплікативно-адитивне розкладення коду експоненти, яке дозволило розділити обчислення на дві частини, більша з яких виконується на віддалених комп’ютерних системах з використанням хмарних технологій, а менша за обсягом – на термінальному мікроконтролері. При цьому за даними, що передаються в хмару на віддалені комп’ютерні системи практично неможливо відновити секретні компоненти операції.  В результаті проведених досліджень теоретично обґрунтовано та розроблено метод прискорення реалізації на вбудованих термінальних мікроконтролерах IoT криптографічних механізмів захисту даних, базовою операцією яких є модулярне експоненціювання чисел великої розрядності. Метод ґрунтується на використанні для прискорення обчислень віддалених комп'ютерних систем та передбачає захист від реконструкції секретних ключів криптосистем за даними, що передаються в хмару. Основна відмінність запропонованого методу полягає в використанні єдиного механізму захисту секретних компонентів операції у вигляді мультиплікативного розкладення коду експоненти.  Теоретично та експериментально доведено, що метод дозволяє в середньому в 50 разів прискорити виконання протоколів криптографічного захисту даних у IoT при забезпеченні достатнього для більшості практичних застосувань рівня захищеності.    Ключові слова: модулярне експоненціювання, захищене обчислення в хмарі, безпека IoT, криптосистеми з відкритим ключем.