Las transacciones web más confidenciales están protegidas por criptografía de clave pública, un tipo de encriptación que permite a las computadoras compartir información de forma segura sin antes acordar una clave de encriptación secreta.
Los protocolos de cifrado de clave pública son complicados, y en las redes informáticas, se ejecutan mediante software. Pero eso no funcionará en Internet de las cosas, una red prevista que conectaría muchos sensores diferentes, integrados en vehículos, electrodomésticos, estructuras civiles, equipos de fabricación e incluso etiquetas de ganado - a servidores en línea. Los sensores integrados que necesitan maximizar la vida útil de la batería no pueden permitirse el espacio de energía y memoria que requeriría la ejecución del software de los protocolos de cifrado.
Los investigadores del MIT han construido un nuevo chip, cableado para realizar el cifrado de clave pública, que consume solo 1/400 de la potencia que la ejecución del software de los mismos protocolos. También usa aproximadamente 1/10 de la memoria y se ejecuta 500 vecesLos investigadores describen el chip en un documento que presentan esta semana en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido.
Al igual que la mayoría de los sistemas modernos de cifrado de clave pública, el chip de los investigadores utiliza una técnica llamada cifrado de curva elíptica. Como su nombre lo indica, el cifrado de curva elíptica se basa en un tipo de función matemática llamada curva elíptica. En el pasado, los investigadores- incluyendo el mismo grupo MIT que desarrolló el nuevo chip - han construido chips cableados para manejar curvas elípticas específicas o familias de curvas. Lo que diferencia al nuevo chip es que está diseñado para manejar cualquier curva elíptica.
"Los criptógrafos están creando curvas con diferentes propiedades y utilizan diferentes números primos", dice Utsav Banerjee, un estudiante graduado del MIT en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación y primer autor del artículo. "Hay mucho debate sobre quécurva es segura y qué curva usar, y hay varios gobiernos con diferentes estándares que hablan de diferentes curvas. Con este chip, podemos apoyarlos a todos, y con suerte, cuando surjan nuevas curvas en el futuro, podemosapoyarlos también "
Junto a Banerjee en el papel están su asesora de tesis, Anantha Chandrakasan, decana de la Escuela de Ingeniería del MIT y el Profesor Vannevar Bush de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación; Arvind, el Profesor Johnson en Ingeniería de Ciencias de la Computación; y Andrew Wright y Chiraag Juvekar,ambos estudiantes de posgrado en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación.
razonamiento modular
Para crear su chip de curva elíptica de uso general, los investigadores descompusieron el cálculo criptográfico en sus partes constituyentes. La criptografía de curva elíptica se basa en la aritmética modular, lo que significa que los valores de los números que figuran en el cálculo tienen un límite asignado.Si el resultado de algún cálculo excede ese límite, se divide por el límite, y solo se conserva el resto. El secreto del límite ayuda a garantizar la seguridad criptográfica.
Uno de los cálculos a los que el chip MIT dedica un circuito de propósito especial es, por lo tanto, la multiplicación modular. Pero debido a que la criptografía de curva elíptica trata con grandes números, el multiplicador modular del chip es masivo. Por lo general, un multiplicador modular podría ser capaz de manejarnúmeros con 16 o quizás 32 dígitos binarios, o bits. Para cálculos más grandes, los resultados de multiplicaciones discretas de 16 o 32 bits se integrarían mediante circuitos lógicos adicionales.
Sin embargo, el multiplicador modular del chip MIT puede manejar números de 256 bits. Eliminar el circuito adicional para integrar cálculos más pequeños reduce el consumo de energía del chip y aumenta su velocidad.
Otra operación clave en la criptografía de curva elíptica se llama inversión. La inversión es el cálculo de un número que, cuando se multiplica por un número dado, producirá un producto modular de 1. En chips anteriores dedicados a la criptografía de curva elíptica, las inversiones fueronrealizado por los mismos circuitos que hicieron las multiplicaciones modulares, ahorrando espacio en el chip. Pero los investigadores del MIT en cambio equiparon su chip con un circuito inversor de propósito especial. Esto aumenta la superficie del chip en un 10 por ciento, pero reduce el consumo de energía a la mitad.
El protocolo de cifrado más común para usar la criptografía de curva elíptica se llama protocolo de seguridad de la capa de transporte de datagramas, que gobierna no solo los cálculos de la curva elíptica en sí, sino también el formateo, la transmisión y el manejo de los datos cifrados. De hecho, eltodo el protocolo está conectado al chip de los investigadores del MIT, lo que reduce drásticamente la cantidad de memoria requerida para su ejecución.
El chip también presenta un procesador de uso general que se puede usar junto con los circuitos dedicados para ejecutar otros protocolos de seguridad basados en la curva elíptica. Pero se puede apagar cuando no está en uso, por lo que no compromete eleficiencia energética del chip.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Larry Hardesty. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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