ПРОЕКТИРОВАНИЕ БИБЛИОТЕКИ ГОМОМОРФНОГО ШИФРОВАНИЯ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ РАЗЛИЧНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ЯДРА ATMELAVR
Authors: Темирбекова Ж.Е. 
Published: October 2023

Қазіргі уақытта студенттердің микроконтроллер мен микросхемаларды зерттеуі "Компьютерлік инженерия"білім беру бағдарламасы бойынша өте маңызды және сұранысқа ие болып отыр. Бұл білім мен дағдылар түлектерді өнеркәсіпте, ғылымда және білім беруде жұмысқа орналастыру үшін қажет болады. Осы жүйелердің архитектурасын және осы жүйелерді қауіпсіз және сенімді пайдалану дағдыларын түсінуді қажет ететін үлкен техникалық жүйелер пайда болуда. Бұл мақалада шифрланған мәліметтер бойынша есептеулерді алдымен шифрын ашпастан жүргізуге мүмкіндік беретін толық гомоморфты шифрлау технологиялары қарастырылады. Мұндай технологияларға деген қызығушылықтың артуы толық гомоморфты шифрлауды қолдайтын бағдарламалық құралдар мен кітапханалардың пайда болуына әкелді. Алайда, криптографияның осы саласына қатысты салыстырмалы түрде жас болғандықтан, толық гомоморфты шифрлау схемаларын қолдану бойынша стандарттар мен ұсыныстар әлі де дамуда. Мақалады гомоморфты шифрлауды қолданудың негізгі салалары көрсетілген. Гомоморфты шифрлау саласындағы қолданыстағы кітапханаларға талдау жасалды. Талдаудың нәтижесінде гомоморфты шифрлаудабөлу мен азайту операциясын жүзеге асыру қажеттілігі, сондай- ақ бүтін сандарға гомоморфты шифрлау кітапханасын іске асыруды әзірлеудің өзектілігі анықталды. Гомоморфты шифрланған мәліметтерге бөлу әрекетін орындауға мүмкіндік беретін гомоморфты бөлу әдісі ұсынылды. Түйін сөздер: Компьютерлік инженерия саласындағы білім, Atmel AVR микроконтроллер, толық гомоморфты шифрлау, микроконтроллерлерді зерттеуді ынталандыру.

В настоящее время изучение микроконтроллеров и микросхем студентами становится очень важным и востребованным по образовательной программе "компьютерная инженерия". Эти знания и навыки будут необходимы для трудоустройства выпускников в промышленности, науке и образовании. Появляются большие технические системы, требующие понимания архитектуры и навыков безопасного и надежного использования этих систем. В статье рассматриваются технологии полного гомоморфного шифрования, позволяющие производить расчеты по зашифрованным данным без предварительного дешифрования. Повышенный интерес к таким технологиям привел к появлению программных средств и библиотек, поддерживающих полное гомоморфное шифрование. Однако, будучи относительно молодым в этой области криптографии, стандарты и рекомендации по использованию полностью гомоморфных схем шифрования все еще развиваются. В статье перечислены основные области применения гомоморфного шифрования. Проведен анализ существующих библиотек в области гомоморфного шифрования. В результате анализа выявлена необходимость осуществления операции гомоморфного шифрования и вычитания, а также актуальность разработки реализации библиотеки гомоморфного шифрования целых чисел. Предложен метод гомоморфного разделения, позволяющий выполнять операцию разделения гомоморфных зашифрованных данных. Ключевые слова: знания в области компьютерной инженерии, микроконтроллер Atmel AVR, полное гомоморфное шифрование, стимулирование исследований микроконтроллеров.

Currently, the study of microcontrollers and microcircuits by students is becoming very important and in demand in the educational program "computer engineering". This knowledge and skills will be necessary for the employment of graduates in industry, science and education. Large technical systems are emerging that require an understanding of the architecture of these systems and the skills to use these systems safely and reliably. This article discusses the technologies of complete homomorphic encryption, which allow calculations to be performed on encrypted data without prior decryption. Increased interest in such technologies has led to the emergence of software tools and libraries that support full homomorphic encryption. However, being relatively young in this field of cryptography, standards and guidelines for the use of fully homomorphic encryption schemes are still evolving. The article lists the main areas of application of homomorphic encryption. The analysis of existing libraries in the field of homomorphic encryption is carried out. As a result of the analysis, the necessity of carrying out the operation of homomorphic encryption and subtraction, as well as the relevance of developing the implementation of the library of homomorphic encryption of integers, is revealed. A method of homomorphic separation is proposed, which allows performing the operation of separating homomorphic encrypted data. Keywords: computer engineering knowledge, Atmel AVR microcontroller, fully homomorphic encryption, stimulation of microcontroller research