Open source OTP voice encryption in microcontroller: Securing electrical voice communication

Abstract

One-time pad (kertasalaus) on tulevaisuuden kestävä yksinkertainen salausmenetelmä. Sitä ovat käyttäneet armeijat, diplomaatit, hallitsijat ja pankit. Tiettävästi se ei ole vielä ollut kaikkien saatavilla mikro-ohjaimen muodossa.

Kehitysprojektin tavoitteena oli esittää, miten edullisella mikro-ohjaimella voidaan salata puhetta reaaliajassa käyttäen one-time padia. Laitteen tuli olla kannettava ja avoin suunnitelmiltaan.

Kehitysalustaksi valittiin Teensy 3.5. Valinta pohjautui ominaisuuksiin ja erityisesti lisäosana myytävään äänikorttiin. Laitteisto vaati hyvin vähän muutoksia, minkä jälkeen käytännön työ oli ohjelmointia.

Ohjelmointi tehtiin Arduino sovelluksella C ohjelmointikielellä. Erityisesti sopivan yhteyskäytävän löytäminen osoittautui hankalaksi, kun alkuperäinen suunnitelma USB-yhteydestä isäntälaitteeseen ei toiminut odotetusti. Lopulta päädyttiin sarjaliikenneportin käyttämiseen, Teensy alustojen sijaitessa samalla työpöydällä.

One-time pad toimi one-time autentikoinnin kanssa puheen salauksessa rajoitetusti. Rajoitukset liittyivät salausavaindataan. Rajoitukset ovat ratkaistavissa lähinnä sovelluskehityksen kautta.

Puheensalaus on mahdollista tehdä mikrokontrollerin avulla käyttäen one-time padia. Tällöin salattu puhe on suojassa kulkiessaan päätelaitteissa ja tietoverkoissa. Se ei ole yksinkertaista, lähinnä salausavaimeen liittyvien asioiden vuoksi, mutta sen tulisi olla vaihtoehto muiden joukossa. Näin etenkin, kun halutaan, että informaatio pysyy salassa nyt ja tulevaisuudessa.