Журнал «Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники» / Архив / Выпуск журнала № 1, т. 27 за 2024 год / Интеграция отечественного шифрования в протокол PDCP сетей связи пятого поколения

Интеграция отечественного шифрования в протокол PDCP сетей связи пятого поколения

DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-1-44-48

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Набор стандартных алгоритмов шифрования Packet Data Convergence Protocol (PDCP) сетей пятого поколения предлагается дополнить ГОСТ Р 34.12–2015 («Кузнечик»). Описывается создание программной библиотеки высокопроизводительных реализаций алгоритмов шифрования для применения в PDCP, протоколе второго уровня сетей связи пятого поколения. Особое внимание уделено оптимизации программных компонент с использованием низкоуровневых процессорных инструкций архитектуры x86: AES-NI и AVX. Представлены результаты для двух наиболее распространенных и надежных алгоритмов: AES и «Кузнечик». В рамках исследования проводилась потактовая оценка эффективности реализованных алгоритмов и сравнение их производительности. Также представлено описание произведенных оптимизаций и путей дальнейшего развития и повышения производительности алгоритма «Кузнечик» для применения в PDCP.

Ключевые слова: 5GNR, 3GPP, PDCP, шифрование, «Кузнечик», AES, системы связи

Библиография статьи:
Разенков С. И. Интеграция отечественного шифрования в протокол PDCP сетей связи пятого поколения / С. И. Разенков, В. Н. Борщь // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2024. – Т. 27, № 1. – С. 44–48. DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-1-44-48

Авторы и правообладатели:

Разенков С. И. , Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск, Россия)
Борщь В. Н. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

1. 3GPP TS 21.915 V17.1.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/21_series/21.905/21905-h10.zip, свободный (дата обращения: 06.04.2023).
2. Распоряжение Правительства РФ от 24.11.2023 № 3339-р (вместе со «Стратегией развития отрасли связи Российской Федерации на период до 2035 года») [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/document/0001202312040015, свободный (дата обращения: 27.12.2023).
3. 3GPP TS 38.323 V17.3.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.323/38323-h30.zip, свободный (дата обращения: 03.04.2023).
4. 3GPP TS 33.501 V18.0.0. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.501/33501-i00.zip, свободный (дата обращения: 26.03.2023).
5. Бурмакин А.О. Обзор угроз безопасности сетей стандарта LTE / А.О. Бурмакин, Э.А. Воробьев, В.А. Гохович // Синергия наук. – 2019. – № 38. – С. 127–140.
6. Соболев М.А. Сравнительный анализ российского стандарта шифрования по ГОСТ Р 34.12–2015 и американского стандарта шифрования AES // Политехнический молодежный журнал. – 2022. – № 04(69). – URL: https://ptsj.ru/articles/785/eng/785.pdf, (дата обращения: 07.11.2023).
7. 3GPP TS 38.331 V17.3.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/38.331/38331-h30.zip, свободный (дата обращения: 15.06.2023).
8. National Institute of Standards and Technology. Advanced Encryption Standard (AES) (FIPS PUB 197). – URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.197.pdf, (дата обращения: 26.03.2023).
9. National Institute of Standards and Technology Special Publication 800-38A 2001 ED Natl. Inst. Stand. Technol. Spec. Publ. 800-38A 2001 ED, 66 pages (December 2001. – URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-38a.pdf (дата обращения: 26.03.2023).
10. 3GPP TS 33.401 V17.3.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/33_series/33.401/33401-h30.zip, свободный (дата обращения: 26.03.2023).
11. ГОСТ Р 34.12–2015. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры. – М.: Стандартинформ, 2015. – 21 c.
12. 3GPP TS 35.215 V17.0.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/35_series/35.215/35215-h00.zip, свободный (дата обращения: 26.03.2023).
13. 3GPP TS 35.221 V17.0.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/35_series/35.221/35221-h00.zip, свободный (дата обращения: 26.03.2023).
14. Tiny AES in C [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://github.com/kokke/tiny-AES-c, свободный (дата обращения: 08.05.2023).
15. Shay Gueron. Mobility Group, Israel Development Center Intel Corporation. «Intel® Advanced Encryption Standard (AES) New Instructions Set». – 2010. – URL: https://www.intel.com/content/dam/doc/white-зaper/advanced-encryption-standard-new-instructions-set-paper.pdf (дата обращения: 10.05.2023).
16. Implementation of the proposed Russian block cipher standard, Kuznechik («Grasshopper»). 128-bit block size, 256-bit key [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://github.com/mjosaarinen/kuznechik, свободный (дата обращения: 12.05.2023).
17. Дорохин С.В. Реализация блочного шифра «Кузнечик» с использованием векторных инструкций / С.В. Дорохин, С.С. Качков, А.А. Сидоренко // Труды МФТИ. – 2018. –Т. 10, № 4 (40). – С. 45–53.
18. BigMac: Performance Overhead of User Plane Integrity Protection in 5G networks / T. Heijligenberg, G. Knips, C. Böhm, D. Rupprecht, K. Kohls // In Proceedings of the 16th ACM Conference on Security and Privacy in Wireless and Mobile Networks (WiSec ’23). – May 29 – June 1, 2023, Guildford, United Kingdom. – ACM, New York, NY, USA. – 6 p. – URL: https://doi.org/10.1145/3558482.3581777 (дата обращения: 07.11.2023).

Рукописи статей направлять на адрес редакции: journal@tusur.ru

Последний выпуск

Доклады ТУСУР – выпуск № 1, т. 29 2026г.

Доклады ТУСУР
№ 1, т. 29, 2026

Адрес редакции

634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

(3822) 701-582, внутр.: 1456

journal@tusur.ru

Подписка на обновления

Оформить подписку на получение обновлений журнала