This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

למכשירים התעשייתיים הרבים המחוברים כיום לרשת, כגון חיישנים מוטמעים, תאורה חכמה, מערכות ניטור וכו', נדרשת רמה גבוהה של אבטחה. רוב ההעברות הרגישות ברשת מוגנות באמצעות קריפטוגרפיה במפתח ציבורי (public-key), סוג של הצפנה שמאפשר למחשבים לשתף מידע באופן מאובטח בלי להסכים תחילה על מפתח הצפנה סודי. אבל מכשירים מחוברים רבים ברשת ה-IoT (האינטרנט של הדברים) אינם מסוגלים לתמוך בישומי ההצפנה מפני שאין להם מספיק אנרגיה וזיכרון.

פרוטוקולים של הצפנה במפתח ציבורי הם מורכבים, ומבוצעים על ידי תוכנה ברשתות מחשוב. אבל בתחום ה-IoT יש בעיה מפני שמדובר במגוון של חיישנים המחוברים לשרתים אונליין. חיישנים מוטמעים הזקוקים למקסום חיי הסוללה אינם יכולים להרשות לעצמם את המקום שתופסים האנרגיה והזכרון הנדרשים לביצוע פרוטוקולי הצפנה.

חוקרים ב-MIT הצליחו לפתח פיתרון חומרה של שבב שמסוגל לבצע הצפנת מפתח ציבורי, הצורך רק 1/400 מהאנרגיה בהשוואה לזו הנצרכת על ידי ביצוע אותם פרוטוקולים באמצעות תוכנה. הוא גם משתמש בכ-1/10 מהזכרון ומבצע את הפעולה במהירות גבוהה פי 500, לפי news.mit.edu.

המעבד שפיתחו החוקרים מוריד בצורה דרמטית את כמות הזכרון הנדרש לחישובים. הוא מהווה גם מעבד לכל מטרה שניתן להשתמש בו בשילוב מעגלים יעודיים כדי לבצע פרוטוקולי אבטחה נוספים. אפשר לכבות אותו כשהוא לא בשימוש, כך שאינו פוגע ביעילות האנרגטית של השבב.

בדומה לרוב המערכות של הצפנת מפתח ציבורי, השבב משתמש בטכניקה שנקראת הצפנה מבוססת עקום אליפטי. אוסטב בנרג’י, בוגר MIT בהנדסת חשמל ומדעי המחשב והחוקר הראשי במאמר, אומר: “לממשלות שונות יש תקנים שונים לגבי סוגים שונים של עקומים. אבל באמצעות השבב הזה, אנחנו יכולים לתמוך בכולם, ומקווים שכשיגיעו סוגים נוספים של עקום בעתיד נוכל לתמוך גם בהם".

כדי ליצור את מעבד העקום האליפטי המתאים לכל מטרה, החוקרים פירקו את החישוביות הקריפטוגרפית לחלקיה. קריפטוגרפיה מבוססת עקום אליפטי מסתמכת על אריתמטיקה מודולרית, כלומר שערכי המספרים בחישוב מקבלים תחום. אם התוצאה של חישובים מסוימים עוברת את התחום, היא מחולקת על ידי התחום, ונשמרת רק היתרה. סודיות התחום היא שעוזרת לשמור על האבטחה הקריפטוגרפית.