Realisation von authentifiziertem Ein-Pass-Schlüsselaufbau auf RISC-V-Mikrocontrollern für IoT-Anwendungen

Internet-of-Things-Netzwerke bestehen aus mehreren Sensorgeräten, die über ein weites Gebiet verteilt sind. Um die Daten vor unbefugtem Zugriff und Manipulation zu schützen, ist es entscheidend, eine sichere Kommunikation zwischen den Sensorgeräten und dem zentralen Server zu gewährleisten. Diese Sicherheitsmaßnahme zielt darauf ab, Authentizität, Vertraulichkeit und Datenintegrität zu garantieren. Im Gegensatz zu traditionellen Rechensystemen sind Sensorknoten oft in Bezug auf Speicher und Rechenleistung eingeschränkt. Leichte Kommunikationsprotokolle wie LoRaWAN wurden eingeführt, um diese Einschränkungen zu überwinden. Dennoch ist das Protokoll trotz seines leichten Charakters anfällig für verschiedene Arten von Angriffen. Dieser Vorschlag präsentiert ein hochsicheres Schlüsselaufbauprotokoll, das zwei Kryptographieschemata kombiniert: Elliptic Curve Qu–Vanstone und Signcryption-Schlüsselkapselung. Das Protokoll bietet eine Methode, um einen sicheren Kanal aufzubauen, der die Sicherheitseigenschaften der beiden Schemata erbt. Außerdem ermöglicht es schnelles Rekeying mit nur einer Austauschnachricht, was die Handshake-Komplexität in Low-Bandwidth-Kommunikation erheblich reduziert. Darüber hinaus ergänzen sich die ausgewählten Schemata und teilen sich die gleichen mathematischen Operationen in der elliptischen Kurvenkryptographie. Darüber hinaus haben wir mit dem Aufkommen einer gemeinschaftsfreundlichen Plattform wie RISC-V das Protokoll auf einem RISC-V-System implementiert, um seine Overheads hinsichtlich der Zyklusanzahl und der Ausführungszeit zu bewerten.