使用輕量級密碼技術保護物聯網設備

美國國家標準與技術研究院 (NIST) 最近宣布選擇一種名為 ASCON 的新密碼算法系列，這些算法是為輕量級密碼應用而開發(fā)的。 接下來，我們將探討什么是輕量級密碼，以及為什么它值得考慮用于特定的物聯網 (IoT) 用例。

總之，輕量級密碼旨在使對稱密碼盡可能小和節(jié)能，同時保持足夠的安全性，以便短壽命或低成本設備仍然可以安全運行。 這樣想：物聯網燈泡是否需要與 AES-256 相當的安全性才能打開或關閉？ 用于自助餐廳支付的壽命為幾年的 RFID 卡是否需要針對量子計算機攻擊的安全性？ 他們當然需要強大的安全性，只是與某些應用所需的級別不同。

普遍的共識是，對于大多數用例，128 位是可接受的安全級別：在可預見的未來針對經典計算機是安全的，但不夠安全，不能被視為后量子安全。 這是 NIST 選擇作為其輕量級密碼標準化工作的目標安全級別。 但是為什么需要一種新的算法呢？ 畢竟，AES-128、SHA-256 和 SHA3-256 都解決了這個安全級別，并且得到了非常廣泛的部署和支持。

任何查看基礎設施安裝的人都會知道互操作性問題的重要性。 但是當談到物聯網時，有足夠多的設備可以讓芯片上保存的每個門都有助于使產品可行，而節(jié)省的每一毫微焦耳都可以延長寶貴的電池壽命。 與在這些設備上支持 AES-128 相比，向聚合器芯片添加額外的算法通常要容易得多，該算法從多個物聯網設備收集數據并與后端服務器通信。

如果需要考慮DPA反制措施，那就更是如此了。 AES-128 和 HMAC-SHA2-256 都不是特別容易抵御 DPA 攻擊。 自從開發(fā) AES 和 SHA-2 以來，科學界在設計 DPA 友好的對稱算法方面取得了巨大進步。 NIST 已經認識到這一點，選擇 ASCON 成為標準的輕量級密碼學競賽旨在找到一種算法，該算法能夠以最佳成本提供 AEAD（帶附加數據的身份驗證加密）和哈希功能，而不僅僅是在軟件和硬件實現，而且在需要 DPA 對策時也是如此。 如需詳細了解 ASCON 算法，請下載白皮書：Lightweight Cryptography: An Introduction。

正如我們所見，輕量級密碼可以成為為空間和功率受限的物聯網設備提供安全性的寶貴工具。 作為加密 IP 核的領先供應商，Rambus 可以支持客戶使用 ASCON-IP-41 加密引擎 IP 核實施 ASCON 算法。 ASCON-IP-41 加密引擎支持 ASCON 系列下提出的兩種主要算法：ASCON-128/HASH 和 ASCON-128A/HASHA，用于使用 AEAD 和 HASH 操作模式進行身份驗證的加密。 要了解該引擎的工作原理和潛在用例，請訪問Rambus 網站。

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