Актуальность исследования обусловлена необходимостью постоянного совершенствования механизмов оценки безопасности криптографических протоколов распределения ключей в условиях роста числа кибератак (15–20% ежегодно) и расширения применения низкоресурсных устройств (микропроцессорные карты, IoT). Существующие методы сравнения протоколов часто фокусируются лишь на отдельных аспектах, что не позволяет получить комплексную картину их эффективности. Целью статьи является разработка и программная верификация подхода к количественному сравнению эффективности протоколов, учитывающего свойства безопасности (G1–G9), стойкость к атакам (A1–A7) и аппаратные ограничения (объём памяти, число сообщений). Предложенный подход базируется на многокритериальной оценке с весовыми коэффициентами, что позволяет нивелировать субъективность при выборе протокола под конкретные условия эксплуатации. На примере модификаций протокола Диффи–Хеллмана (STS, MTI, DH1, DH2) получены обобщённые показатели эффективности, наибольший из которых у DH1 (0,754). Для практической верификации разработана программа на Python с использованием библиотек cryptography и hashlib, реализующая RSA-2048, DH-2048 и ECDH-P256. Экспериментально установлено, что ECDH-P256 обеспечивает наименьшее время вычисления общего секрета (0,000713 с), что в 21 раз быстрее DH-2048. Моделирование аппаратного ускорителя на базе ПЛИМ показало 4-кратное ускорение операций ECDH по сравнению с чисто программной реализацией. Полученные результаты подтверждают применимость разработанного подхода для выбора оптимальных протоколов в условиях жёстких аппаратных ограничений. Результаты предназначены для специалистов по защищённым информационным системам и разработчиков IoT-устройств, а также могут быть использованы при создании стандартизированных методик оценки криптографических протоколов.

ИЛИПОВ М.М.

Магистр физики и компьютерных технологий, старший преподаватель кафедры компьютерных наук, заместитель директора по воспитательной и социальной работе, Казахский агротехнический исследовательский университет имени Сакена Сейфуллина, г. Астана, Казахстан.

E-mail: Marlen.ilipov@mail.ru, https://orcid.org/0009-0005-8224-8847

АМАНГЕЛДІ Н.Н.

Студент 2-го курса образовательной программы «Бизнес-информатика», Казахский агротехнический исследовательский университет имени Сакена Сейфуллина, г. Астана, Казахстан.

E-mail: nurshatamangeldi@gmail.com, https://orcid.org/0009-0006-4626-4513

1. D(HE)at Attack Project Page. D(HE)at: A Denial-of-Service Attack on the Finite Field Diffie-Hellman Key Exchange Protocol. URL: https://dheatattack.gitlab.io/ (date of request: 07.04.2026).
2. CVE-2022-40735. The Diffie-Hellman Key Agreement Protocol allows use of long exponents. National Vulnerability Database. URL: https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2022-40735
3. Barker E. B., Johnson D. B., Smid M. E. SP 800-56A. Recommendation for Pair-Wise Key Establishment Schemes Using Discrete Logarithm Cryptography (Revised). National Institute of Standards and Technology (NIST). 2007. URL: https://www.nist.gov/publications/recommendation-pair-wise-key-establishment-using-discrete-logarithm-cryptography
4. Высокоскоростные устройства для приведения чисел по модулю. Вестник АУЭС. 2022. URL: https://vestnik.aues.kz/ (дата обращения: 07.04.2026).
5. Черемушкин А.В. Криптографические протоколы. Основные свойства и уязвимости. Москва: академия, 2009. 272 с. URL: https://search.library.dvfu.ru/Record/239952
6. A systematic review of lightweight cryptographic schemes for security and privacy in IoT. Discover Computing. 2025. Vol. 28. Article number 266. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10791-025-09755-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s10791-025-09755-3
7. Al-shmailawi H. A., Al-Hemiary E. H., Sikora A. Comprehensive Review of NIST Lightweight Cryptography Algorithms for IoT: Performance Evaluation, Attacks, Optimizations, and Protocol Integration. Iraqi Journal of Information and Communication Technology. 2025. Vol. 8, № 3. URL: https://www.ijict.edu.iq/index.php/ijict/article/view/336 DOI: https://doi.org/10.31987/ijict.8.3.336
8. The Python Cryptography Authors. Cryptography Documentation. Release 43.0.1. 2024. URL: https://cryptography.io/ (date of request: 07.04.2026).
9. Gheorghies A. S., Lazaroi D. M., Simion E. A Comparative Study of Cryptographic Key Distribution Protocols. IACR Cryptology ePrint Archive. 2021. Vol. 2021. P. 31. URL: https://eprint.iacr.org/2021/031.
10. CVE-2024-41996. Validating the order of the public keys in the Diffie-Hellman Key Agreement Protocol... National Vulnerability Database. URL: https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2024-41996
11. Python Software Foundation. Python 3.12.3 Documentation. URL: https://docs.python.org/3/ (date of request: 07.04.2026).
12. Simanjuntak P. J. N. Komposisi Efisiensi Metode Autentikasi Berbasis ECDHE-ECDSA dan ECDHE-RSA pada SSL/TLS Protokol Komunikasi IoT pada Mikroprosesor ESP32 (Master's thesis). Universitas Sumatera Utara, 2023. URL:https://repositori.usu.ac.id/handle/123456789/92951

Diffie–Hellman, ECDH, аппаратное ускорение, криптографические протоколы, микропроцессорные карты, распределение ключей, эффективность