Implementing elliptic curve cryptography for wireless sensor networks

Abstract

Bu çalışmada, sınırlı işlem kapasitesine sahip MSP430 mikrodenetleyicileri için frekansbölgesinde Eliptik Eğriyle şifreleme (ECC) uygulaması yapılmıştır. MSP430, KablosuzSensör Ağları'nda (WSN) çokça kullanılan bir mikrodenetleyicidir. Yaptığımız çalışmada,169 bit ECC için, rastlantısal ve sabit nokta çarpımı sırasıyla 1.55s ve 0.77s sürmektedir.İşlem zamanlamaları aynı platformu kullanan diğer çalıs¸malara göre hemen hemen aynıveya daha hızlıdır. Ayrıca bu çalışmada ECC'yi, düşük güç tüketimi amaçlayan WSNuygulamaları için, MSP430 içinde bulunan donanımsal çapma birimini kullanmadan dagerçekledik. ECC'de kullanılan rastlantısal ve sabit nokta çarpma işlemleri, donanımsalçarpma birimi kullanmadan sırasıyla 21.9% ve 22.1% daha yavaş çalışmaktadır. Buçalışmadaki ECC yazılımı, sınırlı performansı olan mikrodenetleyicilerde frekans bölgesiişlemleri kullanılarak gerçeklenmis¸ ilk uygulamadır.

In this work, elliptic curve cryptography (ECC) is implemented in the frequency domainon the constrained MSP430 microcontroller widely used in wireless sensor networks(WSN). 169-bit ECC implementation performs a scalar point multiplication in only 1.55and 0.77 s for multiplication of random and fixed points, respectively. The timings aresimilar to or faster than existing implementations on the same platform. Furthermore,an alternative implementation of ECC, without utilizing hardware multiplier support isachieved for low-power applications on WSNs. Surprisingly, the implementations withouthardware multiplier support were only 21.9% and 22.1% slower than with hardwaremultiplier support, for random and fixed point multiplication, respectively. This is the firstever practical software implementation of ECC in the frequency domain on a constrainedlow-power microcontroller without hardware multiplier support.