美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)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(yīng)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(lián)網(wǎng) (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(shè)備仍然可以安全運行。 這樣想：物聯(lián)網(wǎng)燈泡是否需要與 AES-256 相當(dāng)?shù)陌踩圆拍艽蜷_或關(guān)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(dāng)然需要強大的安全性，只是與某些應(yīng)用所需的級別不同。
普遍的共識是，對于大多數(shù)用例，128 位是可接受的安全級別：在可預(yù)見的未來針對經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)化工作的目標(biāo)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(chǔ)設(shè)施安裝的人都會知道互操作性問題的重要性。 但是當(dāng)談到物聯(lián)網(wǎng)時，有足夠多的設(shè)備可以讓芯片上保存的每個門都有助于使產(chǎn)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(shè)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(lián)網(wǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)并與后端服務(wù)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(xué)界在設(shè)計 DPA 友好的對稱算法方面取得了巨大進(jìn)步。 NIST 已經(jīng)認(rèn)識到這一點，選擇 ASCON 成為標(biāo)準(zhǔn)的輕量級密碼學(xué)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(shù)據(jù)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(xiàn)，而且在需要 DPA 對策時也是如此。 如需詳細(xì)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(lián)網(wǎng)設(shè)備提供安全性的寶貴工具。 作為加密 IP 核的領(lǐng)先供應(yīng)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(jìn)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(wǎng)站。
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