NIST选择轻量级密码算法保护小型设备

通过尚塔尔Polsonetti

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美国国家标准与技术研究所(NIST)宣布,一组名为Ascon的加密算法将于2023年晚些时候作为NIST的轻量级加密标准发布。的轻量级密码算法算法旨在保护由物联网和其他小型电子设备创建和传输的数据。

所选择的算法旨在保护由物联网(IoT)创建和传输的信息,包括其无数的微型传感器和执行器。它们也适用于其他微型技术,如植入医疗设备、道路和桥梁内的应力探测器,以及车辆的无钥匙进入foobs。像这样的设备需要“轻量级密码学”——利用它们所拥有的有限的电子资源进行保护。新选择的算法应该适用于大多数资源受限的设备,包括用于从传感到识别到机器控制等任务的小型设备。

在进行选择时考虑了几个重要的标准,提供安全的能力是最重要的。其他考虑因素包括候选算法在速度、大小和能源使用方面的性能和灵活性。

目前Ascon家族有7个成员,其中一些或全部可能成为NIST发布的轻量级密码学标准的一部分。作为一个家族,这些变体提供了一系列功能,为设计师提供了不同任务的选项。其中两个任务在轻量级密码学中是最重要的:使用相关数据进行身份验证加密(AEAD)和哈希。

AEAD可以保护消息的机密性,但它也允许在不加密的情况下包含额外的信息,如消息头或设备的IP地址。该算法确保所有受保护的数据都是真实的,并且在传输过程中没有改变。AEAD可用于车对车通信,它还可以帮助防止与射频识别(RFID)标签交换的信息被伪造,这种标签通常有助于跟踪仓库中的包裹。

散列会为消息创建一个简短的数字指纹,允许收件人确定消息是否已更改。在轻量级密码学中,哈希可以用于检查软件更新是否适当或下载是否正确。

目前,nist批准的用于AEAD的最有效的技术是与Galois/Counter Mode (SP 800-38D)一起使用的高级加密标准(在FIPS 197中定义),而对于哈希,SHA-256(在FIPS 180-4中定义)被广泛使用。这些标准在一般情况下仍然有效。

这个项目的目标不是取代AES或哈希标准。NIST仍然建议在没有这些新算法解决的资源限制的设备上使用它们。在许多处理器中都有支持快速、高吞吐量实现的本机指令。此外,这些算法包含在许多协议中,应该继续为互操作性目的提供支持。

新算法也不是打算用于后量子加密,这是密码学界目前关注的另一个问题,NIST正在努力使用类似的潜在算法的公共审查过程来解决这个问题。根据NIST的说法,后量子加密对于需要保护多年的长期秘密至关重要。一般来说,轻量级密码学对于更短暂的秘密很重要。

Ascon的规范包括多种变体,最终的标准可能不包括所有的变体。NIST团队计划与Ascon的设计师和密码学社区合作,最终确定标准化的细节。更多信息可以在NIST的项目中找到网站

与ARC咨询集团合作

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