Analisi delle prestazioni di sistemi di controllo distribuiti e crittografati

The present work investigates how RSA encryption can affect, either negatively or positively and under which conditions, the performance of a real-time control system using Raspberry Pi platforms. The analyzed system followed a master–slave architecture, in which the computation of the control law is assigned to the master controller, while the process is managed by the slave through a TCP/IP socket-based communication. The evaluation focused on verifying, in the case of an increase in the RSA key length, the dynamic behavior of the control system in terms of speed and performance. Particular attention was paid to the temporal performance of the system by evaluating reference tracking, transient behavior, settling time, and steady-state stability. Ultimately, the results demonstrated that encryption does not compromise system stability, although it introduces computational delays. With 1024-bit RSA keys, the synchronization period increases significantly, reducing the control response. The investigation highlighted the need for more performant hardware and software solutions to ensure a balanced trade-off between data security and dynamic performance in distributed systems.

Il presente lavoro indaga su come una cifratura RSA possa influire in negativo o in positivo e a quali condizioni sulle prestazioni di un sistema di controllo real-time utilizzando piattaforme raspberry pi. Il sistema analizzato, ha seguito un’architettura master-slave per la quale il calcolo della legge di controllo viene data al controllore master mentre il processo è gestito dallo slave attraverso una comunicazione basata su socket TCP/IP. La valutazione ha riguardato la verifica, nel caso, di aumento della lunghezza della chiave RSA, del comportamento dinamico del sistema di controllo in termini di velocità e prestazione. Sono state osservate soprattutto le prestazioni temporali del sistema valutando l’inseguimento del riferimento, il comportamento nella fase transitoria, il tempo di assestamento e anche la stabilità a regime. In definitiva i risultati hanno dimostrato che la cifratura non compromette la stabilità del sistema seppure introduce ritardi computazionali. Con chiavi RSA 1024 bit il periodo di sincronizzazione aumenta sensibilmente diminuendo la risposta del controllo. L’indagine ha evidenziato la necessità di soluzioni hardware e software più performanti per garantire un equilibrato compromesso tra la sicurezza dei dati e le prestazioni dinamiche in sistemi distribuiti.