随着可穿戴健身追踪器、汽车钥匙扣和智能家居设备的出现,物联网 (IoT) 在我们的生活中无处不在。不幸的是,大部分信息流容易受到恶意活动和攻击,因为保护物联网并没有跟上新技术进步的步伐。
为了解决这个问题,圣路易斯华盛顿大学Preston M. Green电气与系统工程系的Clifford W. Murphy教授Shantanu Chakrabartty和他实验室的博士生Mustafizur Rahman开发了一种原型方法,使用同步伪随机数生成器(SPRNG)更好地保护这些通信。该方法可用于验证和验证物联网中的安全交易,于 20 年 2023 月 <> 日发表在《计算机科学前沿》上。
保护物联网中的无线通信需要实时生成和同步随机数 - 使用生成器生成的随机数序列加密数据,然后使用从全球定位系统(GPS)提取的定时参考进行同步。对于使用电池或在能源受限资源中运行的设备,这是不切实际的,因为许多物联网设备无法访问GPS信号,Chakrabartty说,他也是研究和研究生教育的副院长。
Chakrabartty和Rahman创建了一个原型同步自供电定时器阵列,使用电子的量子力学隧道,可以防止篡改,窥探和侧信道攻击。具体来说,他们使用了Fowler-Nordheim(FN)量子隧穿,其中电子跳过三角形势垒,并在此过程中改变势垒的形状。Chakrabartty说,与现有的方法相比,FN隧道提供了更简单,更节能的连接,这些方法对于计算机建模来说太复杂了,并且因为它是自供电的,所以它可以防止攻击。
“在这种方法中,拟议的SPRNG可以用作物联网上的可信平台模块,并用于验证和验证安全交易,例如软件升级,”他说。“由于该系统不需要访问GPS进行同步,因此它可以用于资源受限和对抗性环境,包括医疗保健和物联网。
展望未来,Chakrabartty的团队将研究环境变化(如温度漂移)对FN定时器同步的影响。他们计划开发一种片上系统解决方案。
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