СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЛЕГКОВЕСНЫХ БЛОЧНЫХ ШИФРОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБНОВЛЕНИЙ МОДЕЛИ В ФЕДЕРАТИВНОМ ОБУЧЕНИИ

2026

Closed access Metadata (CSL-JSON)
DOI 10.51775/2790-0886_2026_72_1_393
Data confidence 70 medium
How this score is calculated

It is built from checkable properties of the record itself: whether the article has a DOI, how many independent sources confirmed its data, whether the required fields are filled in, and how recent the latest confirmation is. Disagreement between sources and a missing identifier lower it. A value of 80 or above means the record was published without further checking; 60 to 79 means it is published at reduced confidence, with a manual check advisable. A record verified by an editor by hand is never pushed below 90 by a recalculation. This scores our data about the article, not the article itself.

Abstract

Федеративное обучение (FL) активно применяется в распределённых средах Интернета вещей (IoT), обеспечивая совместное обучение моделей без передачи исходных данных на центральный сервер. Однако процесс обмена обновлениями модели формирует новые уязвимости, включая возможность перехвата, анализа и модификации передаваемых параметров. В условиях ресурсно-ограниченных микроконтроллерных устройств применение классических криптографических механизмов может приводить к существенным вычислительным и энергетическим затратам, что делает их интеграцию крайне затруднительной. В работе представлено комплексное экспериментальное исследование легковесных блочных шифров SIMON-64/128, SPECK-64/128 и PRESENT-80, реализованных на платформе ESP32 для защиты передачи обновлений модели в FL-сценарии. Сравнительный анализ выполнен по показателям использования оперативной и постоянной памяти, задержки шифрования и дешифрования, продолжительности операций и энергопотребления, измеренного с применением лабораторной платформы NI ELVIS II. Результаты демонстрируют выраженные различия в характеристиках алгоритмов: SPECK обеспечивает наилучший баланс между производительностью и энергопотреблением, SIMON демонстрирует умеренные показатели, тогда как PRESENT характеризуется более высокой вычислительной и энергетической нагрузкой при программной реализации. Полученные данные подтверждают практическую применимость легковесной криптографии для обеспечения защищённой передачи обновлений модели федеративной системы в ресурсно-ограниченных IoT-системах.