Preview

Математика и математическое моделирование

Расширенный поиск

Методы оптимизации ГОСТ 34.12 – 2015 «Магма» для 8 битной архитектуры

https://doi.org/10.24108/mathm.0221.0000236

Полный текст:

Аннотация

Данная работа посвящена разработке методов оптимизации алгоритма шифрования ГОСТ Р 34.12 -2015 «Магма» при его реализации на 8-битных микроконтроллерах. В данной статье приводится ряд техник, использование которых позволяет создать специализированные реализации алгоритма: 1) ориентированную на скорость работы; 2) ориентированную на уменьшение используемой памяти устройства; 3) оптимальная, которая включила в себя лучшие решения из двух предыдущих реализаций. Для каждого метода оптимизации дано описание и приведены числовые показатели полученных результатов в сравнении с прямой реализацией алгоритма. Так, в оптимальной реализация алгоритма процесс шифрования ускорен в 11 раз, а количество занимаемой памяти составляет 1/32 памяти микроконтроллера. Для оптимизации программного кода были использованы встроенные средства компилятора. Описанные техники применимы для любой 8-битной платформы.

Об авторах

Е. Ю. Штанов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва; АО Центр «Атомзащитаинформ», Москва
Россия

Штанов Евгений Юрьевич

НИЯУ МИФИ, каф. 42. Направления - ИБ, ПРГ, Микроконтроллеры.



М. В. Поляков
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Реверс инжиниринг протокола активации Яндекс. Станции. Режим доступа: https://habr.com/ru/post/469435/ (дата обращения 21.09.2020).

2. Sun Beale S., Berris P. Hacking the Internet of things: Vulnerabilities, dangers, and legal responses // Duke Law & Technology Review. 2018. Vol. 16. No. 1. Pp. 161-204.

3. Жуков А.Е. Легковесная криптография. Часть 1 // Вопросы кибербезопасности. 2015. № 1(9). С. 26–43.

4. Delivers fast, affordable data protection and security. Режим доступа: https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/architecture-and-technology/advanced-encryption-standard-aes/data-protection-aes-general-technology.html/ (дата обращения 21.09.2020).

5. Announcing the Advanced Encryption Standard (AES) // Federal Information Processing Standards Publication. November 26, 2001. [No.]. 197. 51 p.

6. ECRYPT II: European network of excellence in cryptology II: The eSTREAM Portfolio in 2012. 16th January 2012. Режим доступа: https://www.ecrypt.eu.org/ecrypt2/documents/D.SYM.10-v1.pdf (дата обращения 31.05.2021).

7. Beaulieu R., Shors D., Smith J., Treatman-Clark S., Weeks B., Wingers L. The Simon and Speck block ciphers on AVR 8-bit microcontrollers // Lightweight cryptography for security and privacy: LightSec 2014: 3rd intern. workshop on lightweight cryptography for security and privacy (Istanbul, Turkey, September 1-2, 2014): Revised selected papers. Cham: Springer, 2015. Pp. 3-20. DOI: 10.1007/978-3-319-16363-5_1

8. О персональных данных: федеральный закон РФ от 27.07.2006 г. N 152-ФЗ.

9. Isobe T. A single-key attack on the full GOST block cipher // Fast software encryption: FSE-2011: 18th intern. workshop on fast software encryption (Lyngby, Denmark, February 13-16, 2011): Revised selected papers. B.: Springer, 2011. Pp. 290—305. DOI: 10.1007/978-3-642-21702-9_17

10. Dinur I., Dunkelman O., Shamir A. Improved attacks on full GOST // Fast software encryption: FSE-2012: 19th intern. workshop on fast software encryption (Wash., DC, USA, March 19-21, 2012): Revised selected papers. B.; Hdbl.: Springer, 2012. Pp. 9-28. DOI: 10.1007/978-3-642-34047-5_2

11. Pudovkina M.A., Khoruzhenko G.I. Related-key attacks on the full GOST block cipher with two or four related keys // 1st intern. conf. on Bulgarian and Balkans cryptography: BulCrypt 2012 (Sofia, Bulgaria, September 20-21, 2012): Proc. Sofia, 2012. Pp. 107-127.

12. ГОСТ Р 34.12 ─ 2015. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры. Введ. 2016-01-01. Режим доступа: https://tc26.ru/standard/gost/GOST_R_3412-2015.pdf (дата обращения 21.09.2020).

13. STM8L151x6/8 STM8L152x6/8:8-bit ultra-low-power MCU, up to 64-KB flash, 2-KB data EEPROM, RTC, LCD, timers, UASRTs, l2C, SPIs, ADC, DAC, comparators. 2018. Режим доступа: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm8l151c8.pdf (дата обращения 21.09.2020).

14. Klavishnik007/GOST-on-STM8. Режим доступа: https://github.com/Klavishnik007/GOST-on-STM8 (дата обращения 21.09.2020г.)


Для цитирования:


Штанов Е.Ю., Поляков М.В. Методы оптимизации ГОСТ 34.12 – 2015 «Магма» для 8 битной архитектуры. Математика и математическое моделирование. 2021;(2):21. https://doi.org/10.24108/mathm.0221.0000236

For citation:


Shtanov E.Yu., Polyakov M.V. Optimizing GOST R 34.12 "Magma" Algorithms for 8-Bit Microcontrollers. Mathematics and Mathematical Modeling. 2021;(2):21. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/mathm.0221.0000236

Просмотров: 75


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2412-5911 (Online)