Abschlussbericht

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Trusted Sensor Node
Zu Beginn jedes der 80 Takte der Funktion G ermitteln die Funktionen f und K ihre Zwischenergebnisse.
Als Ergebnis von K wird eine 32 Bit lange Konstante ausgegeben, die in
Abhängigkeit der aktuellen Anzahl von Takten bestimmt wird. Die Funktion F ermittelt ihr
32-Bit-Ergebnis aus der Verknüpfung der Werte aus den Registern B, C und D. Zu Beginn
des Algorithmus enthalten diese, wie die H-Register auch, den geheimen Schlüssel und
im weiteren Verlauf die Zwischenergebnisse der Signatur. Der Aufbau der Verknüpfung ist
ebenfalls von der aktuellen Taktanzahl abhängig. Nachdem diese beiden Funktionen ihre
Ergebnisse generiert haben, startet die Funktion G. Als erstes wird ein weiteres Zwischenergebnis
in Abhängigkeit von der aktuellen Taktzahl ermittelt. Dieses entspricht entweder
dem Inhalt des Registers W0 oder der XOR-Verknüpfung der Register W13, W8, W2 und
W0 mit einer zusätzlichen Bitschiebeoperation des Ergebnisses nach links (in Richtung der
höherwertigen Bits). Im Anschluss werden alle W-Register um ein Register nach rechts,
das heißt in Richtung der niederwertigen Register, geschoben. Der Wert des Registers W0
wird in dem Register W15 abgelegt.
Aus all den bis zu diesem Zeitpunkt ermittelten Werten wird durch Addition der Ergebnisse
das Zwischenergebnis eines Teilblocks der Signatur ermittelt. Dessen Wert setzt sich aus
einer fünfmaligen Bitschiebeoperation des Registerinhalts von A nach links zusammen.
Auf diesen Wert werden anschließend der Registerinhalt von E sowie die Ergebnisse von
f, K und der Verknüpfung der drei W-Register addiert. Dieses Ergebnis wird später in dem
Register A abgelegt. Zuvor werden die Inhalte der Register B bis E um ein Register nach
links verschoben. Der neue Wert des Registers C wird zudem noch um 30 Bit nach links
verschoben. Nun enthält das Register A den zuvor berechneten Wert.
Nach 80 Takten werden die Zwischenergebnisse aus den Registern A bis E mit den Inhalten
der H-Register addiert. Der Wert in Register B wird zudem noch um 30 Bit nach
links verschoben. In den H-Registern steht nun die Signatur der bis dahin behandelten
Datenblöcke. Die Signatur kann über Software aus den H-Registern ausgelesen werden.
2.15.2 Pseudo Random Number Generator (PRNG)
Es besteht die Möglichkeit, das SHA-1-Modul als Generator für Pseudozufallszahlen zu
verwenden. Dies wird in FIPS 186-2 [36] genauer erläutert. Für die Generierung derartiger
Zahlen mit Hilfe des Secure Hash Algorithmus ist es zu Beginn notwendig einen Schlüssel
und einen Datenblock in die entsprechenden H- und W-Register des Moduls zu schreiben.
Die Kombination aus Schlüssel und Daten bilden den Ausgangswert (Seed) für die
Generierung der Pseudozufallszahl. Verwendet man stets den gleichen Seed, wird immer
eine identische Folge von Zufallszahlen erzeugt. Aufgrund der Wiederholbarkeit nennt
man diese Werte auch pseudozufällige Zahlen. Ist der Seed jedoch unbekannt, wirken die
Ergebnisse des Algorithmus wie zufällig generierte Zahlen. Nach dem derzeitigen Kenntnisstand
kann man nicht anhand dieser Zahlenfolgen auf den Seed schließen. Wurden
alle Register mit den Ausgangswerten belegt, kann der Algorithmus gestartet werden. Am
Ende jedes Durchlaufs steht eine Pseudozufallszahl von 160 Bit in den Registern H0 bis
H4.
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