क्या, वास्तव में, स्पेक और सिमोन विशेष रूप से IoT उपकरणों के लिए उपयुक्त है?


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कुछ IoT उपकरणों के लिए, जो डेटा भेजने की आवश्यकता होती है वह गोपनीय होती है, और इसलिए इसे सादे पाठ में भेजना स्वीकार्य नहीं होता है। इसलिए, मैं विचार कर रहा हूं कि IoT उपकरणों के बीच भेजे गए डेटा को कैसे एन्क्रिप्ट किया जाए। आरएफआईडी जर्नल की वेबसाइट पर हाल ही में मैंने पढ़ा एक लेख में एनएसए-विकसित स्पेक और सिमोन सिफर्स का उल्लेख किया गया है जो विशेष रूप से IoT अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल है:

NSA साइफ़र्स [...] सार्वजनिक रूप से बिना किसी कीमत पर उपलब्ध करा रहा है, इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स (IOT) में सुरक्षा सुनिश्चित करने के प्रयास के तहत, जिसमें डिवाइस इंटरनेट पर दूसरों के साथ डेटा साझा कर रहे हैं।

[...]

NSA शोधकर्ताओं ने सिमॉन और स्पेक को विकसित किया, जो पहले से उपयोग में आने वाले ब्लॉक सिफर एल्गोरिदम पर एक सुधार के रूप में थे, ज्यादातर मामलों में, डेस्कटॉप कंप्यूटर या बहुत विशिष्ट प्रणालियों के लिए डिज़ाइन किया गया था।

मुझे अपने IoT डिवाइस के लिए सिमोन या स्पेक जैसे नए एल्गोरिदम का चयन क्यों करना चाहिए, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए जहां शक्ति विवश है (उदाहरण के लिए बैटरी पावर केवल)? एईएस जैसे अन्य एन्क्रिप्शन सिस्टम की तुलना में क्या लाभ हैं ?

जवाबों:


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में "साइमन और AVR 8 बिट microcontrollers पर स्पेक ब्लॉक सिफर" Beaulieu एट अल। एक कम-अंत 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर पर सिमोन और स्पेक के कार्यान्वयन की जांच करें और अन्य साइबरों के प्रदर्शन की तुलना करें। एक Atmel ATmega128 प्रोग्रामेबल फ्लैश मेमोरी के 128 Kbytes, SRAM के 4 Kbytes, और बत्तीस 8-बिट सामान्य प्रयोजन रजिस्टर के साथ प्रयोग किया जाता है।

तीन एन्क्रिप्शन कार्यान्वयन की तुलना की जाती है:

  1. राम-कम से कम

    ये कार्यान्वयन फ़्लैश प्रोग्राम मेमोरी में पूर्व-विस्तारित गोल कुंजियों को शामिल करके गोल कुंजी को संग्रहीत करने के लिए रैम के उपयोग से बचते हैं। इस विस्तारित कुंजी को अपडेट करने के लिए कोई मुख्य अनुसूची शामिल नहीं है, इन कार्यान्वयनों को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं जहां कुंजी स्थिर है।

  2. उच्च throughput / कम ऊर्जा

    इन कार्यान्वयनों में मुख्य अनुसूची शामिल है और पूरी तरह से अनियंत्रित कार्यान्वयन के लगभग 3% के भीतर एक थ्रूपुट को प्राप्त करने के लिए एन्क्रिप्शन दिनचर्या में गोल फ़ंक्शन की पर्याप्त प्रतियों को अनियंत्रित करना शामिल है। कुंजी, फ्लैश में संग्रहीत, गोल कुंजी को उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाती है जो बाद में रैम में संग्रहीत होती है।

  3. फ्लैश कम से कम

    प्रमुख कार्यक्रम यहाँ शामिल है। अंतरिक्ष सीमाओं का मतलब है कि हम केवल इन कार्यान्वयनों का अधूरा विवरण प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पिछले दो प्रकार के कार्यान्वयन पहले से ही बहुत मामूली कोड आकार हैं।


विभिन्न साइफर्स की तुलना करने के लिए एक प्रदर्शन दक्षता माप - रैंक - का उपयोग किया जाता है। यह रैंक मेमोरी के उपयोग द्वारा विभाजित थ्रूपुट के लिए आनुपातिक है।

स्पेक प्रत्येक ब्लॉक और कुंजी आकार के लिए शीर्ष स्थान पर है जो इसे समर्थन करता है। 128-बिट ब्लॉक आकार को छोड़कर, सिमोन सभी ब्लॉक और कुंजी आकारों के लिए दूसरे स्थान पर है।

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आश्चर्य की बात नहीं, एईएस -128 का इस प्लेटफॉर्म पर बहुत अच्छा प्रदर्शन है, हालांकि एक ही ब्लॉक और कुंजी आकार के लिए, स्पेक के प्रदर्शन के बारे में दोगुना है। समान कुंजी आकार के लिए, लेकिन 64-बिट ब्लॉक आकार के साथ, साइमन और स्पेक एईएस की तुलना में क्रमशः दो और चार गुना बेहतर समग्र प्रदर्शन प्राप्त करते हैं।

स्पेसकैप 128/128 की तुलना एईएस -128 करने से लेखक को पता चलता है कि स्पेक का मेमोरी फुटप्रिंट काफी कम हो गया है (460 बाइट्स बनाम 970 बाइट्स) जबकि थ्रूपुट केवल थोड़ा घटा है (171 चक्र / बाइट बनाम 146 साइकल / बाइट)। इस प्रकार स्पेक का प्रदर्शन (चुने हुए मीट्रिक में) एईएस से अधिक है। यह देखते हुए कि ऊर्जा की खपत के साथ गति को सहसंबद्ध किया जाता है, लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि "एईएस -128 इस मंच पर स्पेक 128/128 की तुलना में ऊर्जा महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में बेहतर विकल्प हो सकता है।" लेखक हालांकि अनिश्चित हैं कि रैम एक्सेस का भारी उपयोग (उच्च गति एईएस कार्यान्वयन) स्पेक के रजिस्टर-आधारित कार्यान्वयन की तुलना में अधिक ऊर्जा कुशल है। या तो मामले में फ्लैश मेमोरी उपयोग में एक महत्वपूर्ण कमी प्राप्त की जा सकती है जो कम-अंत वाले माइक्रोकंट्रोलर पर प्रासंगिकता की हो सकती है।

यदि किसी एप्लिकेशन को उच्च गति की आवश्यकता होती है, और मेमोरी उपयोग एक प्राथमिकता नहीं है, तो एईएस का सबसे तेज़ कार्यान्वयन है (1912 बाइट्स ऑफ फ्लैश, 432 बाइट्स रैम) 128-बिट ब्लॉक और कुंजी के साथ सभी ब्लॉक सिफर के बीच जिसे हम जानते हैं; सिर्फ 125 साइकिल / बाइट की लागत। निकटतम एईएस प्रतियोगी पूरी तरह से अनियंत्रित कार्यान्वयन के लिए 138 चक्र / बाइट की लागत के साथ स्पेसकैप 128/128 है। चूँकि गति का ऊर्जा की खपत के साथ संबंध है, इसलिए एईएस -128 इस प्लेटफॉर्म पर स्पेसिफिक 128/128 की तुलना में ऊर्जा महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में बेहतर विकल्प हो सकता है। हालांकि, अगर 128-बिट ब्लॉक की आवश्यकता नहीं है, जैसा कि हम 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर पर कई अनुप्रयोगों के लिए उम्मीद कर सकते हैं, तो एक अधिक ऊर्जा प्रवाह समाधान (628 बाइट्स फ्लैश, 108 बाइट्स रैम का उपयोग करके) SpecK 64/128 के साथ है एईएस -128 के समान आकार और सिर्फ 122 चक्र / बाइट की एक एन्क्रिप्शन लागत,


इसके अतिरिक्त, इस वार्ता में एक पहेली है, जो एक ऐसे वैज्ञानिक का विरोध कर सकता है जो एनिग्मा का संदर्भ देता है ?

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