Otpornost ugrađenih računala na napade koji analiziraju potrošnju električne energije i na napade umetanjem grešaka

undergraduate thesis

• Title (english): Side-channel power analysis and glitching for embedded hardware security
• Author: Domagoj Jurić
• Mentor: Vladimir Čeperić (mentor)
• Committee member: Vladimir Čeperić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Marko Magerl (član povjerenstva)
• Committee member: Josip Bačmaga (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2016-09-21, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Otpornost ugrađenih računala na napade koji analiziraju potrošnju energije i na napade umetanjem grešaka
U današnje doba sigurnost ugradbenih računalnih sustava i kriptografskih uređaja pretstavlja velik problem i izazov. Premda su moderni kriptografski algoritmi matematički praktički neslomljivi (uz razumnu količinu vremena i dostupnu količinu računalne snage), gruba sila nije jedini način za probijanje ovih sigurnosnih sustava. Napadi „bočnim/sporednim“ kanalima postali su relativno jednostavan, komercijalno dostupan, jeftin te uz malo znanja potpuno izvedljiv način za probijanje najmodernijih sigurnosnih algoritama. Postoji nekoliko vrsta i podjela napada „bočnim“ kanalima, od koji se najviše ističu neinvazivni pasivni napadi. Upravo su oni najopasnija vrsta takvih napada na kriptografske uređaje budući da zbog svoje neinvazivnosti ne zahtijevaju skupu opremu niti ostavljaju ikakve dokaze o probijanju sigurnosti, a zbog njihove pasivne prirode, kriptografski uređaj (poput pametne kartice) ne može detektirati ovakve napade. U ove se napade uvrštava i napad analizom potrošnje energije.
Platforma ChipWhisperer® nam pomaže da jednostavno i jeftino simuliramo napade na kriptografske uređaje kao što je i prikazano na nekoliko primjera u ovom radu.

Abstract (english)

Side-channel power analysis and glitching for embedded hardware security
Today the embedded computer systems security and cryptodevices security is becoming a very difficult problem and challenge to solve. Although modern cryptographic algorythms are computationaly unbreakable (within reasonable amount of time and with accesible computational power), brute force is not the only way to breach security systems. Side-channel attacks have become rather simple, commercially available, inexpensive and with little bit of know-how completely feasible methods of breaking the most modern cryptographic algorythms.
There are several types and categorizations of side-channel attacks, among whom non-invasive passive attacks stand out the most. Because of their non-invasiveness, there are no thamper evidence left on the cryptodevices and they do not require any expensive equipment; and because of their pasiveness, there is little or no way device can detect a security breach. Those two things make them the worst of all side-channel attacks. Power analysis attack belongs in that group.
The ChipWhisperer® platform helps us to simulate attacks on other cryptodevices with simplicity as shown in this thesis on several examples.

• Keywords: ugradbeni računalni sustavi; kriptografski uređaji; kriptografski algoritmi; napadi „bočnim/sporednim“ kanalima; napadi analizom potrošnje električne energije; neinvazivni pasivni napadi; platforma ChipWhisperer®
• Keywords (english): embedded computer systems; cryptodevices; cryptographic algorythms; side-channel attacks; power analysis attacks; non-invasive passive attacks; the ChipWhisperer® platform
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:825944
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2018-02-06 09:31:09