面向物联网与工业控制系统设备的 ChaCha20-Poly1305 性能测试
密码学与安全
2026-04-29 v2
摘要
工业控制系统(ICS)以及许多简单物联网(IoT)设备通常使用未加密或无身份验证的协议进行通信。对于 ICS 而言,这是一种历史遗留因素,因为这些系统的引入早于实际轻量级密码学的出现。随着小型设备处理能力的指数级增长,以及新型更高效加密算法的涌现,对设备端通信协议的加密变得越来越实用,但在诸多 ICS 协议如 Modbus 和 IEC61850 (GOOSE) 中仍未广泛采用,这些协议对时延和抖动有严格要求。较新的微处理器也可能给测量和使用带来挑战，因为 features如 dynamic frequency scaling 能显著影响性能测量。本文测量了在低成本边缘设备上添加加密所需时间成本,并指出在树莓派 4 和 Intel N95 Mini PC 上,最坏情况下加密循环仅占 Goose 时延要求的 7.1%,对 IEC-60834-1 仅占 3%,完全符合这些协议规定的时延要求。
引用
@article{arxiv.2603.19150,
title = {Performance Testing of ChaCha20-Poly1305 for Internet of Things and Industrial Control System Devices},
author = {Kristján Orri Ragnarsson and Jacky Mallett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.19150},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 1 figure, 6 tables, Accepted to IoTBDS 2026