Cоздано аппаратное средство шифрования для смарт-карт

Cоздано аппаратное средство шифрования для смарт-карт

Сегодня в мире ведутся работы по созданию средств защиты персональных и секретных данных для различных видов устройств. Так и смарт-карты не останутся в стороне:  учеными создано и протестировано аппаратное решение генератора истинно случайных чисел.

Ранее разработчики бились над созданием генератора случайных чисел (ГСЧ) в аналоговом исполнении, но сейчас все больше уделяется внимание созданию устройства в виде цифровой интегральной схемы. Как известно, ГСЧ это устройство, которое генерирует последовательности случайных чисел на основе измеряемых параметров протекающего физического процесса, как то тепловой шум, фотоэлектрический эффект, и другие квантовые явления. Боле того, необходима реализация устройства с минимальными размерами.

Так, группе ученых из Института Электроники, Связи и Информационных Технологий (ИЭСИТ) Королевского Университета Белфарта удалось создать генератор истинно случайных чисел (ГИСЧ), который работает на «эффекте случайных шумовых помех». Эффект возникает при переходе от метастабильного к бистабильному состоянию микросхемы. Например, выход генератора, подсоединен к одному из входов и может удерживаться в метастабильном состоянии, при этом на втором входе будет всегда уровень высокого напряжения - лог 1. Если же на входе оказывается уровень логического 0, на выходе может быть два состояния 0 и 1. Какой сигнал будет на выходе, зависит от условий смены истинного состояния на входе, включая шумы. И как известно, любой элемент имеет некоторые смещения, из-за которых формируется уровень напряжения либо выше, либо ниже искомого.

Было создано четыре образца ГИСЧ. Один реализован на базе ASIC и четырех транзисторов, а остальные на базе FPGA с помощью мультиплексора с инвертором в цепи обратной связи и вентиля «Исключающее ИЛИ» (XOR).

Все образцы прошли Diehard тест, который подразумевает набор статистических тестов для измерения качества набора случайных чисел, и тестирование в лаборатории ИЭСИТ. Проведенные испытания показали хорошие результаты.

BitLocker в Windows 11 ускорили на уровне железа и CPU

Microsoft начала внедрять аппаратное ускорение BitLocker в Windows 11 — решение, которое должно одновременно подтянуть производительность и повысить уровень защиты данных. Напомним, BitLocker — это встроенный в Windows механизм полного шифрования диска.

Обычно он работает так: ключи хранятся в TPM, а все криптографические операции выполняются на уровне процессора.

Раньше этого было достаточно, но с ростом производительности NVMe-накопителей шифрование всё чаще стало заметно «отъедать» ресурсы — особенно в играх, при монтаже видео и в других тяжёлых сценариях.

Теперь Microsoft решила переложить основную нагрузку с CPU на железо. В новой версии BitLocker массовые криптографические операции могут выполняться напрямую на компонентах SoC (System-on-a-Chip) — через аппаратные модули безопасности (HSM) и доверенные среды выполнения (TEE). В результате снижается нагрузка на процессор и ускоряется работа системы в целом.

По данным Microsoft, при аппаратном ускорении BitLocker потребляет примерно на 70% меньше CPU-циклов на операцию ввода-вывода по сравнению с программным вариантом. Конкретные цифры, конечно, зависят от железа, но разница заметная.

 

Есть и бонус по безопасности. Ключи шифрования теперь лучше изолированы от процессора и оперативной памяти, что снижает риски атак на CPU и память. В Microsoft прямо говорят, что в перспективе это позволит полностью убрать BitLocker-ключи из зоны доступа CPU и RAM, оставив их под защитой специализированного «железа» и TPM.

Аппаратно ускоренный BitLocker включается автоматически — при условии, что система его поддерживает. Речь идёт о Windows 11 версии 24H2 (с установленными сентябрьскими обновлениями) и Windows 11 25H2, NVMe-накопителе и процессоре с поддержкой криптографического оффлоада. По умолчанию используется алгоритм XTS-AES-256.

Первыми поддержку получат корпоративные системы Intel vPro на процессорах Intel Core Ultra Series 3 (Panther Lake). В дальнейшем Microsoft обещает добавить и другие SoC-платформы.

Проверить, какой режим BitLocker используется на конкретном устройстве, можно командой manage-bde -status — в параметре Encryption Method будет указано, используется ли аппаратное ускорение.

При этом BitLocker всё ещё может откатиться к программному режиму. Это происходит, если вручную заданы неподдерживаемые алгоритмы или размеры ключей, если так требуют корпоративные политики, либо если включён FIPS-режим, а платформа не поддерживает сертифицированный криптооффлоад.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru