В лаборатории фундаментальных основ построения интеллектуальных систем ЛЭТИ была создана математическая методика, позволяющая уменьшить расход энергии и время, затрачиваемое на вычисления, в микроконтроллерах. Эти микроконтроллеры применяют надежные, но требовательные к ресурсам алгоритмы криптографической защиты. Данная разработка может найти применение, в частности, для защиты автономных транспортных средств, таких как беспилотные автомобили. Исследование провел аспирант ЛЭТИ Наураз Саббри под руководством заведующей лабораторией ФОИС Аллы Левиной, а результаты были опубликованы в журнале Scientific Reports.
Обеспечение цифровой безопасности автономных транспортных средств является одним из ключевых условий для их повсеместного использования. Несанкционированный доступ к беспилотнику способен не только вывести его из строя, но и спровоцировать дорожно-транспортное происшествие. Эффективные решения в области защиты базируются на асимметричном шифровании – криптографической технологии, использующей сложные математические принципы и задачи, решение которых требует значительных затрат времени и вычислительных ресурсов. Микропроцессоры, применяемые для управления, контроля и мониторинга в беспилотных транспортных средствах, обладают ограниченными ресурсами, что создает трудности при использовании подобных криптографических алгоритмов.
Специалисты ЛЭТИ предложили способ, позволяющий сократить энергопотребление и время выполнения, а также повысить скорость работы действующих алгоритмов.
«Суть задач-ловушек, используемых в асимметричном шифровании, заключается в том, что закрытие двери одним ключом предполагает открытие ее только другим. Такой подход позволяет решить вопросы передачи и хранения ключей, но при этом системы оказываются достаточно громоздкими. В электронных цифровых подписях (ЭЦП), предназначенных для защиты информации, преимущественно используются криптографические методы, основанные на эллиптических кривых. Нам удалось уменьшить число операций в ЭЦП на базе эллиптических кривых и время, затрачиваемое на вычисления. Следовательно, существующий алгоритм был оптимизирован для использования в устройствах с ограниченными ресурсами. При этом, повышение скорости работы и снижение энергопотребления не влияют на уровень безопасности, ― сообщила корреспонденту портала «Научная Россия» руководитель лаборатории фундаментальных основ построения интеллектуальных систем ЛЭТИ Алла Левина.
В ходе лабораторных исследований ученые изучили работу метода на микроконтроллере, сопоставив потребление энергии и время, необходимое для вычислений, при использовании как традиционных алгоритмов, так и предлагаемой разработки. Результаты измерений продемонстрировали, что применение нового подхода позволяет существенно снизить потребление ресурсов и сократить время выполнения операций. В настоящее время разработчики намерены оценить эффективность данной методики на других микроконтроллерах и расширить исследования на другие алгоритмы эллиптических кривых, применяемые в электронных цифровых подписях.
Одновременно научная группа ведет поиск цифровых уязвимостей в устройствах и изучает автоматизированные системы обнаружения кибератак. В частности, ученые разработали и запатентовали систему для выявления атак по сторонним каналам – это разновидность атак, при которой ищут уязвимости не в математических алгоритмах, а в способе их реализации. Другими словами, анализируя энергопотребление или электромагнитное излучение, можно восстановить исходные данные. Разработанная система способна выявлять кибератаки на SIM-карты, анализируя энергопотребление смартфона.
Новость создана при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото предоставлено пресс-службой ЛЭТИ