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Document type: Tese
Title: Arquitetura GALS pipeline para criptografia robusta a ataques DPA e DEMA
Author: Soares, Rafael Iankowski 
Advisor: Calazans, Ney Laert Vilar
Abstract (native): As últimas décadas presenciam uma necessidade crescente por sistemas computacionais que garantam o sigilo de informações, seja durante o processamento ou armazenamento destas. Hoje são comuns atividades como compras, transações bancárias, consulta a informações pessoais e reserva de passagens usando a Internet. O uso de redes abertas exige a transmissão protegida de dados confidenciais. O projeto de sistemas integrados em um único chip (em inglês, SoCs) que atendam a restrições de segurança requer protocolos especiais de comunicação e o emprego de criptografia, a ciência que se baseia na aritmética para ocultar informações. Em geral, SoCs que usam criptografia utilizam um texto relativamente curto, denominado chave criptográfica, cujo segredo condiciona a eficiência do processo de esconder informações. Em todo sistema criptográfico moderno, conhecer a chave criptográfica equivale a ser capaz de efetuar qualquer operação sobre o conjunto de informações de um dado usuário em um dado sistema. Algoritmos de criptografia são desenvolvidos para resistir à criptoanálise, a ciência de violar textos encriptados explorando vulnerabilidades do processo de ocultação de informação. Embora a maioria dos algoritmos atuais seja robusta a ataques baseados na matemática da criptografia empregada, uma nova classe de técnicas de criptoanálise pode ser usada contra suas implementações. Estes são os chamados Ataques por Canais Escondidos ou Laterais (do inglês, Side Channel Attacks, ou SCA), que permitem correlacionar informações sigilosas tal como uma chave criptográfica com propriedades físicas tais como tempo de processamento, consumo de potência e radiação eletromagnética de dispositivos eletrônicos. O fluxo tradicional de projeto que usa o paradigma síncrono e a tecnologia CMOS favorece a fuga de informações por canais escondidos.Várias propostas para imunizar sistemas criptográficos contra ataques SCA existem na literatura. Dentre as alternativas para a obtenção de sistemas criptográficos seguros, destacam-se paradigmas de projeto específicos tais como o Globalmente Assíncrono e Localmente Síncrono (GALS) e o completamente assíncrono. Esta tese propõe uma nova arquitetura GALS para melhorar a robustez de algoritmos criptográficos. Pressupõe-se o emprego de técnicas pipeline e de comunicação assíncrona entre estágios. A robustez é obtida através da combinação de replicação de hardware em estágios pipeline, comunicação assíncrona entre estes estágios e variação independente da freqüência de operação em cada estágio. Os resultados obtidos demonstram um aumento da robustez contra análises de consumo de potência e de radiação eletromagnética nas arquiteturas propostas. Além disso, as arquiteturas apresentam um aumento significativo da vazão de dados, ao custo de um aumento da latência de processamento e da área do circuito, este último provocado pela replicação de hardware. Comparado com o estado da arte em propostas de lógica assíncrona segura, o custo em área mostra-se inferior ou no pior caso compatível, demonstrando que a proposta é uma alternativa interessante de solução para neutralizar ataques SCA.
Keywords: INFORMÁTICA
CRIPTOGRAFIA (COMPUTAÇÃO)
ALGORITMOS (PROGRAMAÇÃO)
CNPQ Knowledge Areas: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Language: por
Country: BR
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Faculdade de Informáca
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citation: SOARES, Rafael Iankowski. Arquitetura GALS pipeline para criptografia robusta a ataques DPA e DEMA. 2010. 145 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.
Access type: Acesso Aberto
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5114
Issue Date: 12-Nov-2010
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação

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