模仿游戏在 ATMEL 得以实现

代码和密码(用于加密或解密的算法)的首次使用大约是公元前 1900 年用于埃及的象形文字。 这种做法在大约公元前 1500 年的古代美索不达米亚演变而来,在那里后来发现了粘土片,显示加密了一份陶器上釉工艺配方(可以推测它在当时具有商业价值)。 在公元前 100 年,Julius Caesar 发明了“凯撒加密”,用以将机密信息传递给军队的将军们。 后来,在 1939 年在英国的布莱切利园,Alan Turing 的顿悟破译了纳粹的英格玛密码机。 图灵机还提出了“模仿游戏”,其中有人必须猜测他们是否与人或机器进行交流。 这个实验现在被称为“图灵机”测试,是一种定义测量法,可确定机器展示智能行为的能力相当于人类。

Atmel 的汽车 MCU 市场总监 Nicolas Schieli 说“密码学”诞生于几千年前。 其方法论仍然以素数的分解为基础。Atmel 的工程师们正在建立这些想法以创建基于最新密码技术的产品,最值得注意的是 Elliptic Curve Cryptography,其数学基础的存在只有大约四十年之久。

“现今,机器与机器之间的连接已呈爆发式增长。 一切都已连接”Schieli 说, “拥有的连接越多,存在的漏洞就越多。 我们的密码设备已针对这一重大泄露进行了改进。”

现今,加密服务主要有三个目的。 第一个是验证发送者和接收者的身份,无论是机器还是人,就像是一个鉴定图灵机测试。 其次,加密设备必须验证消息的完整性,保护在传输过程中没有任何干扰。 第三个功能是确保机密性,保持预定的接收者,无论是人或机器,是唯一一个可以理解加密消息的人。

“密码学依赖于数学算法的复杂性。 在某种程度上,代码看起来容易,但在其他方向似乎是不可能的。 Atmel 正在引领加密设备前往使用 ECC 的新视野”Schieli 说。

ECC (Elliptic Curve Cryptography) 是地球上最古老加密方法的最新化身。 与 RSA(互联网已建立的普通公开密钥方案)相比,ECC 运行使用的密钥大小更小、存储器的计算速度更快,而且节省了能量和带宽。

自 1976 年当 Whitfield Diffie 和 Marin Hellman 提出了一个激进的加密密钥分配的新方法以来,ECC 是密码学中的又一巨大进步。 Diffie-Hellman 密钥交换,正如已知和实现的那样,使用非对称密钥算法。

Schieli 解释现代密码学的工作原理时曾提到过非对称算法:它依赖于调用单向函数的数学问题,需要相对小的计算能力来创建,但是需要大量的时间和精力来反转。 这种方法被称为 RSA,随着所用技术的进步问题不断涌现。 随着越来越多的机器实现互连,泄露破译算法的秘密密钥的漏洞飞速增加。

“随着泄露的不断增加,RSA 密钥必须继续扩大长度。 问题是随着密钥变得更大,加密和解密的速度将随之变慢。 如果比较相同长度的 RSA 和 ECC 密钥的有效性,”Schieli 说,“破解 RSA 所需的计算能力可以比作使一勺水沸腾,而破解 ECC,则需要使世界上的所有水沸腾。”

当提到加密编码和微控制器时,则是越小越好。 这是因为 ECC 基于椭圆曲线的代数结构,而不是建立已久的非对称算法的公开密钥。 大约自 1977 年起,RSA 采用其创始人的姓氏 Rivest、Shamir 和 Adleman 的首字母组成的缩写。  

那么,为什么不是整个加密界突然切换到 ECC?

“谷歌最近切换到了 ECC。”Schieli 指出。 “然而,这两个密码系统互不通信,所以行业需要花费很长的时间才能集成 ECC。 正因为如此才使 Atmel 与众不同。 我们提供全系列的安全配套芯片,可以集成在所有类型的无线设备的主板上或随附的侧板上。 它们可以与任何微控制器协作。”

“Atmel 的小型安全配套芯片,”Schieli 解释说“设计并专注于将秘密安全地锁在硬件中。 软件是可变的和不隔离的。 例如,哪个软件可以访问哪些内容是一个漏洞在哪里出现的例子。 在硬件中嵌入存储加密密钥的功能是保证加密引擎安全性的最有效的方法。”

就定义而言,技术要求我们总是朝前看。 那么,什么可以超越 ECC? 如何将加密与量子计算机紧密配合?

“正如我们所了解的那样,量子计算机将是密码学的终结……”

这是否预示了互联网安全的终结? 当一些人正在呼吁大量抛售时,Atmel 的工程师将着手开始工作。 未知是那些有目的地走向未来的人的指南针,尤其是那些由密码学的基本原则指导的人。 消息的保密性应取决于密钥的保密性,而不是加密系统的保密性。这个原理称为 Kerckhoff 原则,于 1883 年被采用。五十年前,神秘的图灵机概括如下:“我们只能看到前面很短的距离,但我们可以看到有很多需要做的。”

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