|
|
Privacy-Enhancing Technologies and Privacy-Enhancing Cryptography for Wearables
Casanova-Marqués, Raúl ; Pendo,, Cristiano Gonçalves (referee) ; PhD, Lukasz Michal Chmielewski, (referee) ; Hajný, Jan (advisor)
The increasing concern surrounding privacy and the safeguarding of digital identities has emphasized the pressing necessity of establishing secure and confidential communication channels. This concern has led to the development of cryptographic mechanisms aimed at facilitating impervious information exchange. Nevertheless, traditional cryptographic approaches are proving insufficient in dynamic and resource-constrained environments, such as wearable devices. As a result, attribute-based credential schemes have emerged as a promising solution, offering fine-grained access control to digital services based on user-specific attributes. This doctoral thesis examines the efficacy and scalability of attribute-based anonymous credential schemes in ensuring the authenticity and security of users within dynamic architectures of wearable devices. It also explores enhancements to these schemes, with a primary focus on incorporating user revocation while maintaining privacy. Additionally, the thesis presents devised mechanisms to enable attribute-based authentication protocols on smart cards with limited support for elliptic curve cryptography. It addresses specific challenges associated with the usability of smart cards. Moreover, the thesis investigates the integration of anonymous authentication schemes in collaborative indoor positioning systems, aiming to provide privacy and security. Lastly, it explores the implementation of attribute-based authentication schemes in resource-constrained environments, with an emphasis on Internet of Things devices, and evaluates their feasibility within the dynamic architectures of wearable devices. The first contribution of this thesis introduces a purposefully designed protocol for anonymous authentication on smart cards. This protocol combines attribute-based credentials and user revocation while ensuring computational efficiency. To facilitate effective implementation and evaluation, the thesis employs smart cards equipped with the MULTOS operating system. The second contribution focuses on optimizing the capabilities of smart cards using Java Card technology for the implementation of attribute-based credential schemes. These smart cards are presented as a more accessible alternative for a wider consumer base. To overcome limitations in their application programming interface, the thesis devises strategies to augment the constrained support for elliptic curve cryptography and effectively implement such schemes. The third contribution presents the Privacy-Enhancing Authentication System, a robust solution compatible with smart cards, smartphones, and smartwatches. This system addresses the functional challenges associated with smart cards, including the absence of a graphical interface and limited user control over attribute disclosure. Consequently, it offers a practical and deployable solution for real-world scenarios. Finally, the thesis proposes a groundbreaking scheme to safeguard collaborative indoor positioning systems by addressing both privacy and security concerns. This scheme ensures the preservation of privacy and security by eliminating centralized architectures and employing encryption techniques for positioning information. The thesis includes comprehensive details such as protocol use cases, implementation specifics, execution benchmarks, and a comparative analysis with existing protocols.
|
|
|
Decentralized communication tool with anonymity guarantee
Legéň, Michal ; Burget, Radim (referee) ; Malý, Jan (advisor)
Anonymity on the internet is becoming a actuall issue nowadays. There are several tools, that can be used to monitor user's activity and it can lead to lose privacy of users. The aim of this master's thesis is to describe different ways of working anonymous systems, especially the method called Onion Routing. The introduction of this work is devoted to the description of this method together with asymmetric cryptosystem RSA. The second part belongs to basics of socket programming and to the implementation of anonymous system in programming language C++. The final part is focussed on analysis of system in terms of security and time complexity. The conditions of anonymity and decentralization are accomplished. There is no presence of central server in the system and the management is handled by signalling messages.
|
|
|
User and Device Metadata Collection from the Darkweb
Gula, Ján ; Matoušek, Petr (referee) ; Veselý, Vladimír (advisor)
This bachelor's thesis solves the problem of anonymization on the Internet, that is widely used for dealing with illegal substances. This problem drives law enforcement agencies to be interested in web pages that represent markets with forbidden content which are hidden behind anonymity networks. My goal is to focus on the biggest markets with such content and to gather as much information as possible about subjects that posture on similar types of web pages either as sellers or as buyers. I have resolved the given problem by choosing the most impactful markets according to the number of users signed in. I have become one of the users and applied algorithms for data scraping to get information from web pages into a structured form that is more suitable for a deeper analysis. The results of this thesis will help law enforcement agencies with the analysis of metadata of users that commit illegal activities as they will not have to manually search through the illegal markets, and they will have all available data summed up in a structured form in a database. Unifying data into a structured form will help speeding up the investigation and address the biggest drug sellers.
|
|
|
System of anonymous data collection
Troják, David ; Malina, Lukáš (referee) ; Dzurenda, Petr (advisor)
This thesis deals with contemporary approaches that provide higher protection of privacy of users. It focuses mainly on a group signature. In the practical part of this thesis I designed and implemented PS that is enable to gather information with the help of signal of a mobile device. The application was designed in accordance with fundamental cryptographic requirements such as the authenticity and the integrity of transmitted data. The anonymity of users is guaranteed through an application layer (the group signature) as well as through a network layer (Tor).
|
|
|
ID - IDENTITY (UN) KNOWN (time specific in-cognito in-stant id - entity)
Janečková, Zuzana ; Babák, Petr (referee) ; Rozbořil, Blahoslav (referee) ; Chamonikolasová, Kaliopi (referee) ; Ruller, Tomáš (advisor)
This dissertation focuses on va-rious strategies of presenting identity in contemporary art and the current trend of forming its mutations and mystifications. It deals with approaches such as when the name of an artist is absent from his performance, various forms of concealment, and the subsequent detection of an artist. The term “anonymity” is not examined as its mere literal definition, but it subsequently forks into other related meanings. The introduction points at our daily meetings with anonymity, the condensation of information stemming from all spheres including the sphere of visual arts. The subject of the dissertation is explored though the influence of media operating at a given time (time-specific) and a given place (site-specific): here and now. The text primarily deals with the phenomenon of being “anonymous”. While examining this topic, the period starting with the 1990s is discussed and supplemented by examples from the history of Slovak, Czech, and international visual art with extensions to literature, music and film. It closely focuses on the following four bi-polar forms of anonymity: celebrity / anonymous artist, art groups / collective exhibitions, street art / net art, signature art / untitled art. These terms are defined and organized into dictionary entries (containing both names of artists and definitions of terms). Comprising of over two hundred words, a hybrid thematic dictionary has been produced. It consists of already existing definitions taken from the Slovak and Czech mutations of Wikipedia which are quoted with consistence with each entry. The collaboration with Wikipedia is based on subsequent addition of the author’s definitions and thus supplements it with missing information from the sphere of visual arts. The text also deals with a current trend of renaming as a symbol of a hegemonic tool of power. The terms a.k.a., name, monogram, nick, and pseudonym are explored.
|
|
|
Implementation of cryptographic protocols on smart cards
Moravanský, Michal ; Hajný, Jan (referee) ; Dzurenda, Petr (advisor)
The bachelor thesis is focused on cryptographic schemes using Attribute-Based Credentials, which try to minimize the negative impact on the protection of a user's privacy when using authentication systems. The aim of the bachelor's thesis was the implementation of two specified schemes on smart cards as a device with limited performance. Schemes differ only in the ability to revoke user. The practical part of this paper contains the analysis and selection of smart card platform and cryptographic libraries depending on performance. The work also describes the architecture of both schemes and individual protocols, including ongoing communication. The implementation of the Attribute-Based Credentials scheme was performed on a programmable smart card Multos (user side) and Raspberry Pi 2 (issuer and verifier side). The time complexity of the selected algorithms was also compared. In the end, the dependencies affecting the resulting efficiency and speed of the protocol were formulated.
|
|
|
Cryptographic Protection of Digital Identity
Dzurenda, Petr ; Švenda,, Petr (referee) ; Castella-Roca, Jordi (referee) ; Hajný, Jan (advisor)
Dizertační práce se zabývá kryptografickými schématy zvyšující ochranu soukromí uživatelů v systémech řízení přístupu a sběru dat. V současnosti jsou systémy fyzického řízení přístupu na bázi čipových karet využívány téměř dennodenně většinou z nás, například v zaměstnání, ve veřejné dopravě a v hotelech. Tyto systémy však stále neposkytují dostatečnou kryptografickou ochranu a tedy bezpečnost. Uživatelské identifikátory a klíče lze snadno odposlechnout a padělat. Funkce, které by zajišťovaly ochranu soukromí uživatele, téměř vždy chybí. Proto je zde reálné riziko možného sledovaní lidí, jejich pohybu a chovaní. Poskytovatelé služeb nebo případní útočníci, kteří odposlouchávají komunikaci, mohou vytvářet profily uživatelů, ví, co dělají, kde se pohybují a o co se zajímají. Za účelem zlepšení tohoto stavu jsme navrhli čtyři nová kryptografická schémata založená na efektivních důkazech s nulovou znalostí a kryptografii eliptických křivek. Konkrétně dizertační práce prezentuje tři nová autentizační schémata pro využití v systémech řízení přístupu a jedno nové schéma pro využití v systémech sběru dat. První schéma využívá distribuovaný autentizační přístup vyžadující spolupráci více RFID prvků v autentizačním procesu. Tato vlastnost je výhodná zvláště v případech řízení přístupu do nebezpečných prostor, kdy pro povolení přístupu uživatele je nezbytné, aby byl uživatel vybaven ochrannými pomůckami (se zabudovanými RFID prvky). Další dvě schémata jsou založena na atributovém způsobu ověření, tj. schémata umožňují anonymně prokázat vlastnictví atributů uživatele, jako je věk, občanství a pohlaví. Zatím co jedno schéma implementuje efektivní revokační a identifikační mechanismy, druhé schéma poskytuje nejrychlejší verifikaci držení uživatelských atributů ze všech současných řešení. Poslední, čtvrté schéma reprezentuje schéma krátkého skupinového podpisu pro scénář sběru dat. Schémata sběru dat se používají pro bezpečný a spolehlivý přenos dat ze vzdálených uzlů do řídící jednotky. S rostoucím významem chytrých měřičů v energetice, inteligentních zařízení v domácnostech a rozličných senzorových sítí, se potřeba bezpečných systémů sběru dat stává velmi naléhavou. Tato schémata musí podporovat nejen standardní bezpečnostní funkce, jako je důvěrnost a autentičnost přenášených dat, ale také funkce nové, jako je silná ochrana soukromí a identity uživatele či identifikace škodlivých uživatelů. Navržená schémata jsou prokazatelně bezpečná a nabízí celou řadu funkcí rozšiřující ochranu soukromí a identity uživatele, jmenovitě se pak jedná o zajištění anonymity, nesledovatelnosti a nespojitelnosti jednotlivých relací uživatele. Kromě úplné kryptografické specifikace a bezpečnostní analýzy navržených schémat, obsahuje tato práce také výsledky měření implementací jednotlivých schémat na v současnosti nejpoužívanějších zařízeních v oblasti řízení přístupu a sběru dat.
|
|
|
Authentication Protocols and Privacy Protection
Hajný, Jan ; Vozňák, Miroslav (referee) ; Vaněk,, Tomáš (referee) ; Burda, Karel (advisor)
Tato dizertační práce se zabývá kryptografickými prostředky pro autentizaci. Hlavním tématem však nejsou klasické autentizační protokoly, které nabízejí pouze ověření identity, ale tzv. atributové autentizační systémy, pomocí kterých mohou uživatelé prokazovat svoje osobní atributy. Tyto atributy pak mohou představovat jakékoliv osobní informace, např. věk, národnost či místo narození. Atributy mohou být prokazovány anonymně a s podporou mnoha funkcí na ochranu digitální identity. Mezi takové funkce patří např. nespojitelnost autentizačních relací, nesledovatelnost, možnost výběru prokazovaných atributů či efektivní revokace. Atributové autentizační systémy jsou již nyní považovány za nástupce současných systémů v oficiálních strategických plánech USA (NSTIC) či EU (ENISA). Část požadovaných funkcí je již podporována existujícími kryptografickými koncepty jako jsou U-Prove či idemix. V současné době však není známý systém, který by poskytoval všechny potřebné funkce na ochranu digitální identity a zároveň byl prakticky implementovatelný na zařízeních, jako jsou čipové karty. Mezi klíčové slabiny současných systémů patří především chybějící nespojitelnost relací a absence revokace. Není tak možné efektivně zneplatnit zaniklé uživatele, ztracené či ukradené autentizační karty či karty škodlivých uživatelů. Z těchto důvodů je v této práci navrženo kryptografické schéma, které řeší slabiny nalezené při analýze existujících řešení. Výsledné schéma, jehož návrh je založen na ověřených primitivech, jako jsou $\Sigma$-protokoly pro důkazy znalostí, kryptografické závazky či ověřitelné šifrování, pak podporuje všechny požadované vlastnosti pro ochranu soukromí a digitální identity. Zároveň je však návrh snadno implementovatelný v prostředí smart-karet. Tato práce obsahuje plný kryptografický návrh systému, formální ověření klíčových vlastností, matematický model schématu v programu Mathematica pro ověření funkčnosti a výsledky experimentální implementace v prostředí .NET smart-karet. I přesto, že navrhovaný systém obsahuje podporu všech funkcí na ochranu soukromí, včetně těch, které chybí u existujících systémů, jeho výpočetní složitost zůstává stejná či nižší, doba ověření uživatele je tedy kratší než u existujících systémů. Výsledkem je schéma, které může velmi znatelně zvýšit ochranu soukromí uživatelů při jejich ověřování, především při využití v elektronických dokladech, přístupových systémech či Internetových službách.
|
|
|
A Web Presentation of JShelter Project
Krčma, Jan ; Polčák, Libor (referee) ; Bednář, Martin (advisor)
This thesis deals with creating user-friendly web presentation of the project JShelter, in which its advantages in terms of the safety of its users when navigating the World Wide Web are highlighted, so that their anonymity and at the same time the functionality of the visited sites are sufficiently preserved. Above all, the result provided by the JShelter browser extension against tracking the user based on the deviation of his internal clock and also the confirmation of the same-origin policy protection will be shown.
|
|
|
Anonymous communication in Internet environment
Pajtinová, Mária ; Malina, Lukáš (referee) ; Hajný, Jan (advisor)
Master´s thesis focuses on certain possibilities of how user can anonymously commununicate through the Internet. There are described following anonymous programs: TOR, JAP, I2P and CyberGhost, which allow user to hide his own identity to other IP address. Subsequently, measurements from different technologies are made by anonymous program TOR for calculate transmission speed.
|
guest ::
