Protegendo dispositivos IoT com criptografia leve

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) anunciou recentemente a seleção de uma nova família de algoritmos criptográficos chamada ASCON, que foram desenvolvidos para aplicações de criptografia leves. Neste blog, exploraremos o que é criptografia leve e por que vale a pena considerá-la para casos de uso específicos da Internet das Coisas (IoT).

Em resumo, a criptografia leve visa tornar a criptografia simétrica tão pequena e energeticamente eficiente quanto possível, mantendo ao mesmo tempo segurança suficiente para que dispositivos de curta duração ou de baixo custo ainda possam operar com segurança. Pense desta forma: uma lâmpada IoT exige segurança comparável ao AES-256 para ser ligada ou desligada? Um cartão RFID com vida útil medida em alguns anos e usado para pagamentos em lanchonetes exige segurança contra ataques de computadores quânticos? É claro que eles precisam de segurança robusta, mas não no mesmo nível exigido por alguns aplicativos.

O consenso comum é que 128 bits é um nível de segurança aceitável para a maioria dos casos de uso: seguro contra computadores clássicos no futuro próximo, mas não seguro o suficiente para ser considerado seguro pós-quântico. Isto é o que o NIST escolheu como nível de segurança direcionado para seu esforço de padronização da Criptografia Leve. Mas por que é necessário um novo algoritmo? Afinal, AES-128, SHA-256 e SHA3-256 abordam esse nível de segurança e são amplamente implantados e suportados.

Qualquer pessoa que observe a instalação de infra-estruturas saberá quão importantes são as preocupações com a interoperabilidade. Mas quando se trata de IoT, existem dispositivos suficientes onde cada porta salva em um chip ajuda a tornar o produto viável e onde cada nano Joule salvo prolonga a preciosa vida útil da bateria. Em comparação com o suporte ao AES-128 nesses dispositivos, muitas vezes é muito mais fácil adicionar um algoritmo adicional ao chip agregador que coleta dados de vários dispositivos IoT e se comunica com os servidores back-end.

Se as contramedidas da DPA precisarem ser consideradas, isso é ainda mais verdadeiro. Nem o AES-128 nem o HMAC-SHA2-256 são particularmente fáceis de proteger contra ataques DPA. A comunidade científica obteve grandes ganhos no projeto de algoritmos simétricos compatíveis com DPA desde que o AES e o SHA-2 foram desenvolvidos. O NIST reconheceu isso, e a competição de criptografia leve, na qual o ASCON foi selecionado para se tornar o padrão, foi projetada para encontrar um algoritmo que fornecesse AEAD (Criptografia Autenticada com Dados Adicionais) e funcionalidade hash a um custo ideal, não apenas em software e implementações de hardware, mas também quando são necessárias contramedidas DPA. Para uma visão detalhada do algoritmo ASCON, baixe nosso white paper recente Criptografia leve: uma introdução.

Como vimos, a criptografia leve pode ser uma ferramenta valiosa para fornecer segurança em dispositivos IoT com restrição de área e energia. Como fornecedora líder de núcleos IP criptográficos, a Rambus pode oferecer suporte aos clientes que implementam os algoritmos ASCON com o núcleo IP ASCON-IP-41 Crypto Engine. O mecanismo de criptografia ASCON-IP-41 suporta os dois algoritmos principais propostos na família ASCON: ASCON-128/HASH e ASCON-128A/HASHA, para criptografia autenticada com modos de operação AEAD e HASH. Para saber como o mecanismo funciona e conhecer possíveis casos de uso, visite o site da Rambus.

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