Метод експоненціювання на полях Галуа для швидкої реалізації криптографічного захисту в ІоТ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2073-4751.80.19767Ключові слова:
мультиплікативні операції на полях Галуа, криптографічні алгоритми на основі алгебри полів Галуа, експоненціювання на полях Галуа, редукція МонтгомеріАнотація
Запропоновано нову організацію обчислення експоненти на полях Галуа для швидкої реалізації криптографічних механізмів захисту від зовнішнього втручання в роботу систем віддаленого контролю на базі технологій ІоТ. Зменшення часу обчислень досягнуто за рахунок суміщення двох мультиплікативних операцій на полях Галуа: піднесення до квадрату і множення на постійне число з застосуванням передобчислень. Наведено математичне обґрунтування запропонованого методу та числові приклади, які ілюструють його роботу.
Отримані теоретичні та експериментальні оцінки ефективності запропонованого методу прискорення реалізації експоненціювання на полях Галуа: показано, що він дозволяє в 4.5 рази зменшити час відповідних обчислень в порівнянні з відомими методами.
Посилання
Elgazzar K. et al. Revisiting the internet of things: New trends, opportunities and grand challenges. Frontiers in the Internet of Things. 2022. № 1. P. 1–18. DOI: 10.3389/friot.2022.1073780.
Unal D., Ali-Ali A., Catak F. O. A secure and efficient Internet of Things cloud encryption scheme with forensics investigation compatibility based on identity-based encryption. Future Generation Computer Systems. 2021. Vol. 125. P. 433–445. DOI: 10.1016/J.FUTURE.2021.06.050.
Borges J. et al. A Secure Cloud Computing Method for Rapid Implementation of Cryptographic Data Protection in IoT. 2023 13th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT) : proceedings, Athens, Greece, 13–15 October 2023 / IEEE. 2023. P. 1–4. DOI: 10.1109/DESSERT61349.2023.10416477.
Марковский О. П., Аль-Мріят Гассан Абдель Жаліль. Метод прискореного модулярного множення для ефективної реалізації механізмів криптографічного захисту з відкритим ключом. Адаптивні системи автоматичного управління. 2024. Том. 1, № 44. С. 142–152. DOI: 10.20535/1560-8956.44.2024.302429.
Al-Mrayt Ghassan Abdel Jalil Halil, Markovskyi O., Stupak A. Оrganization of fast exponentiation on galois fields for cryptographic data protection systems. Information, Computing and Intelligent systems. 2022. № 3. P. 17–25. DOI: 10.20535/2708-4930.3.2022.265480.
Жолубак І. Аналіз алгоритмів множення в полях Галуа для криптографічного захисту інформації. Bulletin of the Lviv Polytechnic National University “Information systems and networks“. 2023. Вип. 13. C. 338–349. DOI: 10.23939/sisn2023.13.338.
Марковський О. П., Дайко І. В. Метод швидкого експоненціювання на полях Галуа для систем криптографічного захисту інформації. Проблеми інформатизації та управління. 2024. № 1 (77). С. 80–88. DOI: 10.18372/2073-4751.77.18660.
Daiko I., Selivanov V. Fast exponential method on Galois fields for cryptographic applications. 2023 13th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT) : proceedings, Athens, Greece, 13–15 October 2023 / IEEE. 2023. P. 1–4. DOI: 10.1109/DESSERT61349.2023.10416519.
Wu K., Wei G. Optimized Design of ECC Point Multiplication Algorithm Over GF(2m). 2019 International Conference on Electronic Engineering and Informatics (EEI) : proceedings, Nanjing, China, 08–10 November 2019 / IEEE. 2019. P. 420–425. DOI: 10.1109/EEI48997.2019.00097.
Osadchyy V. The Order of Edwards and Montgomery Curve. WSEAS Transactions on Mathematics. 2020. Vol. 19, № 25. P. 253–264.
Li Y. A tile assembly model to calculate point-multiplication on conic curves over finite field GF(2n). 2020 IEEE Intl Conf on Parallel & Distributed Processing with Applications, Big Data & Cloud Computing, Sustainable Computing & Communications, Social Computing & Networking (ISPA/BDCloud/SocialCom/SustainCom) : proceedings, Exeter, United Kingdom, 17–19 December 2020 / IEEE. 2020. P. 41–48. DOI: 10.1109/ISPA-BDCloud-SocialCom-SustainCom51426.2020.00032.
Fitzpatrick P., Popovici E. M. Algorithm and Architecture for a Galois Fiels multiplicative Arithmetic Processor. IEEE Trans. on Information Theory. 2003. Vol. 49, № 12. Р. 3303–3307.
Zhang C., Chen C., Wu H. Area-Efficient Finite Field Multiplication in GF(2n) Using SingleElectron Transistors. 2021 IEEE Asia Pacific Conference on Circuit and Systems (APCCAS) : proceedings, Penang, Malaysia, 22–26 November 2021 / IEEE. 2021. P. 25–28. DOI: 10.1109/APCCAS51387.2021.9687675.
Elfard S. Justification of Montgomery Modular Reductions. Advanced Computing. 2012. № 11. P. 41–45.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
