Магомедов Шамиль Гасангусейнович

Одним из этапов обработки чисел в модулярной арифметике, который в наибольшей степени требует затрат машинных ресурсов и тем самым значимо понижает эффективность использования методов модулярной арифметики в качестве технологии обработки числовых данных в средствах вычислительной техники, является этап преобразования чисел из позиционной системы счисления (ПСС) в модулярную и наоборот. Как отмечено в [1, 2], при обработке числовых данных часто достаточно иметь алгоритмы преобразования не из модулярной в позиционную, а из одной модулярной системы (с одним основанием) в другую модулярную систему. При этом при определенных условиях преобразования чисел из одной модулярной системы в другую могут оказаться более быстрыми, чем из модулярной в ПС, особенно если количество чисел в основании системы остаточных классов (СОК) достаточно велико. Отметим, что, если количество чисел в основании мало, вычисления в СОК по трудоемкости сравнимы с вычислениями в ПСС. Кроме того, как отмечено в [1], необходимость преобразования представления числа из одной СОК в другую возникает также при необходимости создания определенных условий по обеспечению информационной безопасности процесса обработки данных, так как при длительном использовании одной и той же СОК злоумышленник может путем накопления определенной статистики раскрыть набор чисел, входящих в ее основание. Наконец, при использовании технологий параллельной обработки данных (например, в многопроцессорных системах) на разных процессорах будут сформированы разные основания СОК, и при необходимости использования результатов, полученных на одних процессорах, другими процессорами также возникает необходимость преобразования из одной СОК в другую. Указанной задаче преобразования числовых данных из одной модулярной системы в другую и посвящена данная работа. Публикаций по исследуемой тематике нет. Близкие результаты приведены в [3].

Предложен иной подход к организации защищенного обмена данными между процессором и оперативной памятью, включающий две особенности: использование системы остаточных классов в качестве основы технологии закрытия данных и подход к организации процесса обмена, исключающий использование специальных подсистем в рамках системы защиты. При таком подходе к процессу защиты передаваемых данных потребность в наличии указанного центра отпадает, что лишает потенциальных злоумышленников возможности выбора диспетчерского центра в качестве объекта атаки и тем самым повышает безопасность процесса обмена данными. Предлагается при обмене данными между процессором и оперативной памятью возложить процедуру формирования ключей непосредственно на участников обмена данными (процессор и оперативную память), но при этом необходимо, чтобы минимальное время раскрытия выбранных ключей было меньше, чем период смены системы остаточных классов, которые используются в процессе шифрования. Таким образом, если даже злоумышленник вскроет текущие параметры системы остаточных классов, то окажется, что они уже заменены на другие, и в этой гонке за ключами злоумышленник всегда будет отставать от системы защиты информации.

Работа посвящена рассмотрению одного из возможных подходов к проектированию защищенных микропроцессорных устройств (МУ) с использованием современных достижений в области микропроцессорных технологий и последних результатов в области систем остаточных классов. Более того, предлагается иная парадигма, иная целевая установка по проектированию МУ: предлагается в качестве основного критерия проектирования рассматривать обеспечение информационной безопасности пользователя – в отличие от принятых до настоящее время подходов к проектированию МУ, нацеленных на обеспечение их максимального быстродействия либо комбинации быстродействия с энергопотреблением, объемом используемой памяти.