受限设备上 OSCORE 与 EDHOC 的开销
密码学与安全
2021-03-26 v1 网络与互联网体系结构
性能
摘要
许多现代物联网应用依赖于受限应用协议（CoAP），因其高效性且可无缝集成于现有互联网基础设施中。CoAP 实现这些特性的策略之一是使用代理。遗憾的是，代理要运作，必须终止客户端与服务器之间的（D）TLS 信道。因此，无法实现所交换数据的端到端机密性、完整性与真实性。为克服该问题，互联网工程任务组（IETF）近期提出了一种（D）TLS 的替代方案。该替代方案由两种新协议组成：1）受限 RESTful 环境对象安全（OSCORE），为载荷数据提供认证加密；2）基于 COSE 的临时 Diffie-Hellman（EDHOC），为 OSCORE 提供所需的对称会话密钥。本文介绍了专为受限微控制器设计的这四个协议固件库及其详细评估。具体而言，我们给出了面向常规微控制器的 uOSCORE 与 uEDHOC 库，以及面向具备可信执行环境（TEE，如搭载 ARM TrustZone-M 的微控制器）的 uOSCORE-TEE 与 uEDHOC-TEE 库的设计。针对后一类设备的固件设计考虑到攻击者可能利用协议逻辑、操作系统或应用中的常见软件漏洞（如缓冲区溢出）来破坏协议安全性。uOSCORE-TEE 与 uEDHOC-TEE 将密码学操作与密钥同固件其余可能易受攻击的部分隔离。我们在多种微控制器上就 RAM/Flash 需求、执行速度与能耗对本实现进行了评估。
引用
@article{arxiv.2103.13832,
title = {The Cost of OSCORE and EDHOC for Constrained Devices},
author = {Stefan Hristozov and Manuel Huber and Lei Xu and Jaro Fietz and Marco Liess and Georg Sigl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.13832},
year = {2021}
}
备注
A short version of this paper will appear on CODASPY 2021