|
|
Návrh a implementace opatření proti útokům postranními kanály na platformě FPGA
Kuřina, Petr ; Jedlička, Petr (oponent) ; Dobiáš, Patrik (vedoucí práce)
V současné době dochází k výraznému pokroku v oblasti digitálních systémů a kryptografie, vyžadující adekvátní zabezpečení před různými formami útoků. Zvláštní pozornost je věnována rozvoji na platformě FPGA (Field-Programmable Gate Array), která poskytuje flexibilitu a výkon pro implementaci různorodých aplikací, včetně kryptografických algoritmů. Tato semestrální práce se zaměřuje na systematickou analýzu možných úniků citlivých informací z implementace kryptografického schématu na platformě FPGA. V~práci je představena platforma FPGA, včetně programovacích jazyků HDL (Hardware Description Language) jako Verilog nebo VHDL. Poté je zde představen obecný přehled o postranních kanálech a jejich typech, opatřeních proti útokům a podrobný popis bezpečnostních technik. Další kapitolou je kryptografické schéma AES a popsání jeho operací. Je zde věnována kapitola i srovnání aktuálních článků dané problematiky. Následuje popis odborného pracoviště, jako je např. osciloskop nebo hardwarová deska Sakura-X (Sasebo-GIII). V závěrečné části jsou prezentovány výsledky měření bez jakéhokoliv opatření, pouze je implementovaný algoritmus AES a následně v další části je návrh protiopatření, který je implementován a změřen. Výsledky jsou následně popsány a zobrazeny v grafické podobě.
|
|
|
Experimentální pracoviště pro měření postranních kanálů
Vidlařová, Pavla ; Martinásek, Zdeněk (oponent) ; Gerlich, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá seznámením se s problematikou postranních kanálů. V rámci teoretické části jsou rozebrány základní pojmy, druhy postranních kanálů a možné útoky postranními kanály. Větší důraz je kladen na proudový postranní kanál, ten je použit v rámci praktické části. Následuje popis proudových analýz - jednoduché proudové analýzy a diferenciální proudové analýzy. Poslední částí je popis pracoviště a všech jeho komponentů, ve kterém bude probíhat měření. Praktická část se zabývá realizací pracoviště, měřením proudových průběhů na implementaci algoritmu AES. Následuje zpracování a vizualizace naměřených hodnot pomocí SIde Channel Analysis toolKitu.
|
|
|
Detection of Timing Side-Channels in TLS
Koscielniak, Jan ; Malík, Viktor (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
The TLS protocol is complex and widely used, which necessitates thorough testing, as there are many devices relying on it for secure communication. This thesis focuses on timing side-channel vulnerabilities, which seem to come back every few years in different variations of the same attacks. It aims to help correctly fix those vulnerabilities and prevent the creation of new ones by providing an automated side-channel testing framework that is integrated into the tlsfuzzer tool, and by expanding its test suite with test scripts for known attacks that exploit timing side-channels. The extension utilizes tcpdump for collecting the timing information and statistical tests and supporting plots to make a decision. The extension and the new test scripts were evaluated and shown to be accurate at spotting side-channels. Both the extension and the test scripts are now a part of the tlsfuzzer tool.
|
|
|
Aplikace pro automatizované měření proudové spotřeby
Karabina, Lukáš ; Lieskovan, Tomáš (oponent) ; Gerlich, Tomáš (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřená na poskytnutí informací k návrhu a implementaci aplikace pro automatizované měření proudové spotřeby. První a druhá část této práce shrnuje poznatky o vlastním měření proudové spotřeby a využití výsledků při analýze odolnosti kryptografických systémů proti útokům postranními kanály. V této části je uvedeno několik metod, které lze při takové analýze využít. Je zde uvedena kapitola o přístrojích, se kterými bude aplikace komunikovat. Praktická část této práce se zabývá vlastním návrhem a vývojem aplikace. Jsou zde uvedeny využité návrhové vzory a postupy, podle kterých je aplikace vytvořena. Jednotlivé podkapitoly dále popisují vlastní vývoj, implementaci, testování a problémy s tím spojené.
|
|
|
Moderní kryptoanalýza
Petřík, Tomáš ; Morávek, Patrik (oponent) ; Martinásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Problematika této diplomové práce je zaměřena na kryptoanalýzu postranních kanálů. Pozornost je věnována především proudovému postrannímu kanálu, kdy se simuluje útok na kryptografický modul za různých podmínek a pro různé konstrukční vlastnosti tohoto modulu. Jako kryptografický modul je použit mikroprocesor PIC pracující se symetrickou šifrou AES. Pro tyto účely byl vytvořen návrh experimentální desky plošných spojů. Tato deska pak byla osazena pouze součástkami nezbytnými pro funkci kryptografického modulu. Kryptoanalýza je zaměřena na proudový odběr modulu při vykonávání instrukcí funkce AddRoundKey. Proudový odběr mikroprocesoru se měří v závislosti na velikosti napájecího napětí, velikosti odporu bočníku, velikosti kapacity blokovacího kondenzátoru a také se zkoumá vliv teploty okolního prostředí. Naměřené hodnoty jsou graficky zpracovány a diskutovány.
|
|
|
Skrývání proudové spotřeby
Hirš, David ; Gerlich, Tomáš (oponent) ; Martinásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Proudová analýza představuje úspěšný typ útoku cíleného na důvěrná kryptografická zařízení, jako jsou například chytré karty. Popularita Internetu věcí (IoT) každým dnem roste, a je tedy nutné taková zařízení zabezpečit. Pouhá implementace kryptografických algoritmů nestačí, proto je nutné zavést dodatečná opatření, aby bylo možné zamezit takovému typu útoku, který představuje proudová analýza. Tato bakalářská práce je zaměřená na implementaci odlehčené šifry PRESENT a realizace Jednoduché proudové analýzy spolu s Diferenční proudovou analýzou za účelem odhalení tajného klíče šifrovacího zařízení. Proudová analýza je realizována jak na nemaskovanou šifru PRESENT, kde bylo možné odhalit tajný klíč, tak i na maskovanou implementaci šifry, kde byla dokázána účinnosti navrhovaného protiopatření, které využívá techniku FPGA rekonfigurace.
|
|
|
Realizace diferenciální proudové analýzy
Marek, Pavel ; Dzurenda, Petr (oponent) ; Martinásek, Zdeněk (vedoucí práce)
V dnešní době nestačí věnovat pozornost bezpečnosti šifrovacího algoritmu pouze z matematického hlediska. Je také nutné věnovat pozornost implementaci šifrovacího algoritmu, protože šifrovací zařízení může o implementovaném šifrování prozrazovat nežádoucí komunikací mnoho informací. Tato bakalářská práce se zabývá problematikou postranních kanálů (především proudového postranního kanálu) a jejich využitím k získání tajného klíče šifrovacího algoritmu AES. K tomuto účelu jsou v této práci realizovány tři úkony. Nejprve je navrženo experimentální pracoviště, které zajišťuje automatické zaznamenávání průběhů šifrování. Následně je provedena jednoduchá i diferenciální proudová analýza těchto průběhů. Všechny části jsou v jednotlivých kapitolách popsány teoreticky. Po teoretickém popisu následuje praktická část, ve které je popsána vlastní realizace všech úkolů.
|
|
|
Kryptoanalýza postranními kanály
Martinásek, Zdeněk ; Vaněk, Tomáš (oponent) ; Dočkal,, Jaromír (oponent) ; Zeman, Václav (vedoucí práce)
Postranní kanály v oblasti kryptografie zásadním způsobem mění pohled na bezpečnost celého kryptografického systému. Již nestačí analyzovat bezpečnost algoritmu pouze z~matematického hlediska pomocí abstraktních modelů, ale stejný důraz musí být kladen na implementaci algoritmů. Disertační práce v úvodu vysvětluje základní pojmy, princip útoku postranními kanály a jejich základní dělení. V následující části jsou určeny cíle dizertační práce. Hlavním cílem disertační práce je navrhnout a experimentálně ověřit novou metodu analýzy proudovým postranním kanálem, která bude využívat neuronové sítě. Tento hlavní cíl vznikl z rozboru používaných analýz proudovým postranním kanálem uvedených v následujících kapitolách. Tyto kapitoly obsahují podrobný rozbor současně používaných analýz proudovým postranním kanálem a rozbor šifrovacího algoritmu AES. Algoritmus AES byl vybrán, z důvodu odolnosti proti konvenčnímu způsobu analýz. Následující kapitola popisuje získané dílčí experimentální výsledky optimalizace stávajících metod, vliv parametrů ovlivňující proudovou spotřebu a výsledky navržené analýzy pomocí neuronových sítí včetně diskuze získaných výsledků. Tento typ útoku proudovým postranním kanálem nebyl dosud publikován, jedná se tedy o zcela novou myšlenku. Posledním cílem práce bylo shrnutí možných ochran proti analýze a útoku postranním kanálem.
|
|
|
Zabezpečení uložených dat na pevném disku počítače
Polášková, Markéta ; Hajný, Jan (oponent) ; Martinásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje zabezpečení uložených dat na pevném disku počítače a to pomocí šifrování. První část práce vysvětluje základními pojmy kryptografie a popisuje zmínky o ní v historií. V dalších kapitolách se tato práce věnuje postranním kanálům a popisu útoků na tyto kanály. Jakými způsoby má útočník možnost získat informace z kryptografického modulu. Dále jsou popsány typy šifrování, jejich použití v dnešní době a jaké mají slabiny. Bakalářská práce pokračuje příklady jednotlivých šifrovacích programů.a zařízením ICZ Protect Boot. Poslední část této práce se zabývá testováním odolnosti zařízení ICZ Protect Boot. Testováním odolnost vůči proudové analýze pomocí postranního kanálu. Nakonec se bakalářská práce zabývá rozborem komunikace mezi počítačem a zařízením ICZ Protect Boot.
|
|
|
Experimentální pracoviště pro měření postranních kanálů
Vidlařová, Pavla ; Martinásek, Zdeněk (oponent) ; Gerlich, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá seznámením se s problematikou postranních kanálů. V rámci teoretické části jsou rozebrány základní pojmy, druhy postranních kanálů a možné útoky postranními kanály. Větší důraz je kladen na proudový postranní kanál, ten je použit v rámci praktické části. Následuje popis proudových analýz - jednoduché proudové analýzy a diferenciální proudové analýzy. Poslední částí je popis pracoviště a všech jeho komponentů, ve kterém bude probíhat měření. Praktická část se zabývá realizací pracoviště, měřením proudových průběhů na implementaci algoritmu AES. Následuje zpracování a vizualizace naměřených hodnot pomocí SIde Channel Analysis toolKitu.
|
host ::
RSS.