10.14489/vkit.2025.04.pp.045-051 |
DOI: 10.14489/vkit.2025.04.pp.045-051 Наурас Х. С., Левина А. Б. Аннотация. Разработан метод умножения точек эллиптической кривой, адаптированный для устройств с ограниченными ресурсами, таких, как Микроконтроллер ATmega2560. С использованием кривой Edwards25519 в однородной системе координат в данном исследовании интегрируются принципы циклической группы точек эллиптической кривой, свойства противоположного числа из теории групп и оконный метод для умножения точек. Предложенный подход способствует сокращению вычислительных циклов до 60 %, снижению использования полупроводниковой оперативной памяти до 78,66 % и уменьшению потребления флеш-памяти до 28,21 %, а значит, его целесообразно использовать для сред с ограниченными ресурсами. Ключевые слова: эллиптическая кривая; умножение точек; Edwards25519; однородная система координат; устройства с ограниченными ресурсами.
Abstract. As secure communication becomes increasingly important for IoT devices, such as those used in smart city applications and healthcare, there is a critical need to improve the efficiency of cryptographic operations, especially on embedded microcontrollers with limited computational power and memory. Advanced optimization techniques are essential to enable efficient and secure cryptographic implementations in such environments. Elliptic Curve Cryptography (ECC) emerges as the optimal choice due to its combination of small key sizes and high security levels, making it particularly well-suited for resource-constrained devices. Implementing point multiplication on elliptic curves, which is the core operation of ECC applications such as digital signatures and Diffie-Hellman key exchange, poses a significant challenge in resource-constrained devices. To address these challenges, this study focuses on optimizing elliptic curve point multiplication in resource-constrained environments by proposing an optimized method tailored for the Arduino Atmega 2560 microcontroller as a resource-constrained device. By leveraging the Edwards25519 curve in a homogeneous coordinate system, the study introduces a technique that integrates principles of cyclic groups of elliptic curve points, the additive inverse property, and the windowing method for point multiplication. The proposed method is implemented using the C programming language and assembly code, using the Arduino IDE. The approach achieves notable improvements, including a reduction in computation cycles by up to 60 %, a decrease in SRAM usage by up to 78.66 %, and a reduction in Flash-memory consumption by up to 28.21 %, highlighting its suitability for resource-limited environments. Keywords: Elliptic curve; Point multiplication; Edwards25519; Homogeneous coordinate system; Resource-constrained devices.
РусХ. С. Наурас, А. Б. Левина (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript EngH. S. Nawras, A. B. Levina (Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”, Saint Petersburg, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Рус1. Ullah S., Zahilah R. Curve25519 based light-weight end-to-end encryption in resource constrained autonomous 8-bit IoT devices // Cybersecurity. 2021. V. 4, No. 11. DOI: 10.1186/s42400-021-00078-6 Eng1. Ullah S., Zahilah R. (2021). Curve25519 based lightweight end-to-end encryption in resource constrained autonomous 8-bit IoT devices. Cybersecurity, 4(11). DOI: 10.1186/s42400-021-00078-6
РусСтатью можно приобрести в электронном виде (PDF формат). Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке. После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи. Для заказа скопируйте doi статьи: 10.14489/vkit.2025.04.pp.045-051 Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных. .
EngThis article is available in electronic format (PDF). The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank. After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail. To order articles please copy the article doi: 10.14489/vkit.2025.04.pp.045-051 and fill out the
.
|