Lette enheter krever kryptografi i riktig størrelse

Levert av Hewlett Packard Enterprise

Verden blir stadig mer fylt med tilkoblede dataenheter. Dette er datamaskinene som kjører våre biler, belysning og alarmsystemer; inventartagger på produkter i distribusjonskanaler; og miljøsensorer i industrianlegg, for å nevne noen.

Vi kaller disse enhetene tingenes internett. IoT-enheter kommer i alle størrelser og kompleksitetsnivåer. Noen kan ha en full Linux-server i seg og andre et enkelt, proprietært OS uten filsystem, skjermgrensesnitt eller andre komponenter som er standard i konvensjonelle datamaskiner. For effektivitetens skyld har de akkurat det de trenger.

Lette enheter krever kryptografi i riktig størrelse

• Les hele historien

Selv om sikkerhet er absolutt et problem for disse enhetene, lener store sikkerhetsinnsatser i bransjen mot algoritmer som krever datakraft utover det disse enhetene har. For å drive disse enhetene er et levende marked med 16-bit, 8-bit og til og med 4-bit mikrokontrollere tilgjengelig, men de er designet så enkelt og rimelig som mulig siden de sannsynligvis vil bli distribuert i store volum.

Sikkerhetsproblemer er et problem siden disse enhetene ikke har ekstra CPU-kapasitet og tilfeldig tilgangsminne som er praktiske for å kjøre moderne kryptografi-rutiner. Til og med tilstrekkelig strøm kan være et problem.

For flere år siden ble National Institute of Standards and Technology (NIST) opprettet et initiativ for å løse problemet, som det kalte Lettvekts kryptografi . Prosjektets mål er 'å anmode om, evaluere og standardisere lette kryptografiske algoritmer som er egnet for bruk i begrensede miljøer der ytelsen til gjeldende NIST kryptografiske standarder ikke er akseptabel.'

NIST, en del av det amerikanske handelsdepartementet, driver forskning og fremmer standarder på en rekke områder, fra mål og vekt til anvendelser av nøytroner til datasikkerhet . Den har et mandat spesifikt nevnt i den amerikanske grunnloven: Kongressen skal ha makt til å … fastsette standarden for vekter og mål. For mange måneder siden skrev jeg om NISTs innsats for å utvikle kryptografistandarder som er motstandsdyktige mot kvantedatabehandling , et nytt databehandlingsparadigme som svekker mange av våre nøkkelkryptografialgoritmer.

Hva er en begrenset enhet?

Enkelt sagt er en begrenset enhet en som mangler CPU og minnekapasitet for å kjøre konvensjonelle kryptografiske rutiner. For å være tydelig, sier NIST enheter som er i stand til å kjøre konvensjonelle, standard kryptografiske algoritmer bør gjøre det. Det er to NIST-godkjente blokkchifferalgoritmer: Advanced Encryption Standard (AES) og Trippel datakrypteringsalgoritme (TDEA, eller i daglig tale kjent som Triple DES eller 3DES). AES støtter nøkler så små som 128 biter, og dette kan være innen rekkevidde av enkelte mikrokontroller-baserte applikasjoner.

Ikke alle lette enheter trenger kryptografisk beskyttelse, bare de som kommuniserer. Tenk på et typisk elektronisk kroppstemperaturtermometer. Den tar temperatur og viser den. Den trenger ikke mye prosessorkraft, men funksjonen er fullstendig inneholdt i enheten. Det er ikke noe reelt behov for kryptering.

Men forestill deg et mer sofistikert termometer som rapporterer temperatur trådløst til en enhet som samler inn pasientdata. Eller en blodsukkermåler. Eller en av disse pillekameraer som overfører bilder av fordøyelsessystemet til en ekstern mottaker gjennom sensorer du har på deg. Behovet for kryptering i kommunikasjonen for disse enhetene kan diskuteres, men det er mer en sak som skal gjøres.

Hvor lett er «lett?»

Begrepet lettvektskryptering innebærer ikke en svak implementering, men snarere kryptografiske algoritmer med lave overheadkrav. Disse algoritmene passer for relativt enkle enheter med lav effekt og ressursbegrensede enheter, som radiofrekvensidentifikasjonsmerker, sensornoder og smartkort.

Begrepet lett bør ikke forveksles med svakhet. Målet med Lightweight Cryptography-prosjektet er å skape og standardisere metoder og praksiser som er sterke for miljøene de kjører på.

Og det er mer til definisjonen av lett enn begrensninger. Dette prosjektet retter seg mot enheter som ikke er koblet til internett, i hvert fall ikke direkte.

Det er mulig å lage små enheter med lav effekt som kjører kraftige kryptografirutiner. Vurder Yubikey Nano . Det er på størrelse med forretningsenden til en mannlig USB-A-plugg, men det er en brikke der inne som utfører sterke asymmetriske krypteringsfunksjoner. Men dette er en autentiseringsenhet, en applikasjon med helt andre krav enn den typiske lette enheten, og det er et produkt på $50.

Ingen 'kryssvekt'-funksjoner

De lette algoritmene er forskjellige fra og inkompatible med konvensjonelle tungvektsfunksjoner. Derfor, hvis en lettvektsenhet som kjører lettvekts kryptoprogramvare trenger å kommunisere med en tungvektsenhet, må enten lettvektsalgoritmene implementeres på tungvektsenheten eller en proxy eller mellomenhet må brukes til å dekryptere input fra den ene siden og sende ut krypterte data til annen.

Proxy-enheten ser ut til å være en unødvendig utgift og legge til kompleksitet og sårbarhet. I slike tilfeller er det mer sannsynlig at de lette algoritmene også vil kjøre på den tunge enheten, men – som så mye annet på dette området – avhenger det av applikasjonen.

Hvis du er en konvensjonell IT-teknolog, er det usannsynlig at du vil håndtere lettvektskryptering direkte for implementering. Men sikkerheten til alt er et problem i disse dager, og du bør forvente å se flere og mer kompliserte enheter og lure på om de er ordentlig sikret. Hvis de er det, kan lettvektskryptografi spille en rolle.

Hold deg oppdatert på de teknologiske trendene som påvirker fremtidens virksomhet. Abonnere til Enterprise.nxt-nyhetsbrevet.

gjemme seg