Реализация электронной подписи ECC в ограниченных средах

Обеспечение безопасных операций криптографии в средах с ограниченными ресурсами представляет собой сложную задачу из-за ограниченной вычислительной мощности и памяти. В условиях стремительного роста беспилотных транспортных систем возрастает потребность в эффективных и безопасных криптографических решениях. Оптимизация криптографических алгоритмов для таких систем становится особенно актуальной с учетом их ограниченных вычислительных ресурсов и высоких требований к безопасности.Целью данного исследования является оптимизация операций электронной подписи на основе эллиптической кривой (ECC) для систем с ограниченными ресурсами, в частности для беспилотных транспортных систем. Исследование направлено на повышение вычислительной эффективности и снижение использования памяти, делая механизмы безопасности на основе ECC более подходящими для встроенных приложений.Новизна данного исследования заключается в интеграции множества методов оптимизации. Улучшается скалярное умножение точки, используя свойства циклической группы, противоположного числа, а также усовершенствованный оконный метод умножения. Кроме того, вводится детерминированный метод генерации одноразового используемого числа (nonc), вдохновленный EdDSA, для дальнейшего повышения эффективности цифровой подписи. Эти оптимизации в совокупности способствуют более эффективному криптографическому процессу, подходящему для сред с ограниченными ресурсами.Теоретическая значимость заключается в разработке нового математического аппарата, позволяющего оптимизировать операции электронной подписи. Практическая значимость данного исследования заключается в его применимости в маломощных встраиваемых системах, где вычислительные ресурсы и память крайне ограничены. Оптимизируя операции ECC, это исследование повышает безопасность и производительность криптографических реализаций в беспилотных транспортных системах и аналогичных встраиваемых приложениях, обеспечивая безопасную связь без превышения аппаратных ограничений.Реализация предложенного метода была осуществлена на микроконтроллере ATmega 2560, полученные результаты показывают сокращения количества циклов на 54,1 % и уменьшения использования SRAM на 72,6 % при генерации ключей, а также значительного повышения производительности в процессах подписи и проверки. Экспериментальные результаты подтверждают его эффективность в оптимизации операций ECC для ограниченных устройств беспилотных транспортных систем.

электронная подпись, умножение точек эллиптической кривой, устройства с ограниченными ресурсами, беспилотные транспортные системы, микроконтроллер