Сотрудники лаборатории ФОИС разработали метод высоконадёжной криптографической защиты автономных транспортных систем

В настоящее время, проблема кибербезопасности автономных транспортных систем, которые становятся всё более уязвимыми для целенаправленных атак, не теряет актуальности и приобретает критический характер. Представленная разработка направлена на решение одной из ключевых проблем современных автономных систем – обеспечения безопасности в условиях ограниченных вычислительных ресурсов. Встраиваемые системы, используемые в данных средствах и предназначенные для управления, контроля и мониторинга, работают на основе микропроцессоров – устройств, для которых применение традиционных криптографических алгоритмов является довольно ресурсоёмким. Для обеспечения целостности и конфиденциальности данных в подобных системах используется электронная цифровая подпись, в числе способов реализации которой находят применение криптографические методы на основе эллиптических кривых. Предложенный исследователями метод основан на оптимизации операций с эллиптическими кривыми и позволяет значительно снизить вычислительную сложность без компромиссов в уровне защиты.

«Принцип задач-ловушек, которые применяются в асимметричном шифровании, условно заключается в том, что, закрыв дверь одним ключом, открыть её можно только другим. Это полностью решает проблемы передачи и хранения ключа, однако при этом системы очень тяжеловесны. В электронных цифровых подписях (ЭЦП), которые применяют для защиты данных, в основном используют криптографические методы на основе эллиптических кривых. Нам удалось сократить количество операций в ЭЦП, основанных на эллиптических кривых, и необходимое для вычислений время. Таким образом, мы оптимизировали существующий алгоритм для его применения в маломощных устройствах. При этом ускорение работы и снижение энергопотребления не снижают уровень безопасности»

^{– доцент кафедры информационной безопасности, руководитель лаборатории ФОИС Алла Борисовна Левина в специальном интервью для портала «Научная Россия».}

Разработанная методика включает два ключевых усовершенствования: математическую конструкцию, сокращающую количество операций сложения и удвоения точек на эллиптической кривой, и детерминированный алгоритм генерации одноразовых чисел, не основывающийся на генераторах псевдослучайных чисел. Это не только ускоряет процесс формирования подписи, но и повышает стойкость к различным типам кибератак, в частности, к повторному использованию одноразовых чисел и компрометации закрытого ключа электронной цифровой подписи – точкам, которые могут быть использованы злоумышленниками для несанкционированного проникновения в сеть и нарушения работы автономных систем при отсутствии должного уровня защиты.

«Нам предстоит ряд исследований, нацеленных на рассмотрение других классов эллиптических кривых, а также на проведение опытных работ на более мощных микроконтроллерах. Это необходимо для того, чтобы математический аппарат в перспективе мог обеспечивать защиту при любых киберугрозах»

^{– младший научный сотрудник лаборатории ФОИС Наурас Сабри}

Исследование получило широкий резонанс в научных кругах и активно освещается в научных и отраслевых СМИ, включая ТАСС, Профиль и Ferra, а также на официальном ресурсе Комитета по науке и высшей школе правительства Санкт-Петербурга, что подчёркивает важность данной разработки для обеспечения безопасности беспилотных систем и критической инфраструктуры в условиях растущих киберугроз.

С полным текстом проведённого исследования можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.