Hardwarová bezpečnost

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra informační bezpečnosti

Anotace:

Předmět poskytuje znalosti potřebné pro analýzu a návrh řešení zabezpečení počítačových systémů. Studenti získají přehled v oblasti zabezpečení proti zneužití systémů pomocí hardwarových prostředků. Budou schopni bezpečně používat a začleňovat hardwarové komponenty informačních systémů a dokážou tyto komponenty rovněž testovat na odolnost vůči útokům. Získají znalosti o akcelerátorech kryptografických operací, PUF, generátorech náhodných čísel, čipových kartách, biometrických prostředcích a prostředcích pro zabezpečení vnitřních funkcí počítače.

Požadavky:

Základy počítačové bezpečnosti a kryptografie, programování

Osnova přednášek:

1. Návrh bezpečnostních HW modulů.

2. Akcelerátory kryptografických operací.

3. HW prostředky pro autentizační operace.

4. Využití senzorických dat pro zabezpečení.

5. Typy postranních kanálů, vliv technologie a architektury.

6. Proudový a elektromagnetický postranní kanál, odběrová analýza.

7. Diferenciální odběrová analýza.

8. Obrana proti útokům postranními kanály.

9. Odolnost proti narušení systému ? monitory fyzikálních parametrů.

10. Zabezpečení spouštěného kódu (trusted platform), zabezpečení pamětí.

11. Hardware malware - detekce a prevence, injekce poruch.

12. Ochrana duševního vlastnictví, ochrana bitstream FPGA.

13. Návrh PUF & TRNG.

Osnova cvičení:

1. Úvod do měření pomocí osciloskopu a smart karty

2. Měření osciloskopem, přenos dat do PC

3. Diferenciální odběrová analýza

4. DPA - výkonové modely, metody hodnocení

5. Zarovnání a komprese průběhů

6. Útoky na protiopatření - skrytí v čase

7. Útok na úkryt v čase

8. Analýza korelace s instrukcemi

9. Analýza korelace s instrukcemi

10. Útok na maskování

11. Dokončování úloh

12. Dokončení úloh, zápočet

Cíle studia:

Studenti budou rozumět problematice bezpečnostních hardwarových zařízení v počítačových systémech. Budou schopni provádět určité hardwarové útoky a navrhovat proti nim protiopatření.

Studijní materiály:

1. Menezes, A. - Oorschot, P. - Vanstone, S.: Handbook of Applied Cryptography. CRC Press. 1996. 0849385237.

2. Paar, C. - Pelzl, J.: Understanding Cryptography. Springer. 2010. 978-3-642-04100-6.

3. Rankl, W. - Effing, W.: Smart Card Handbook (3rd Edition). Wiley. 2004. 978-0-470-85669-7.

4. Anderson, R. J.: Security Engineering: A Guide to Building Dependable Distributed Systems (2nd Edition). Wiley. 2008. 978-0-470-06852-6.

5. Vacca, J. R.: Biometric Technologies and Verification Systems. Elsevier. 2007. 978-0-7506-7967.

6. Ecks, M.: Smartcard Development with JavaCard and the OpenCard Framework: A feasibility study. VDM Verlag Dr. Müller. 2007. 3836499894.

Poznámka:

Tento předmět obsahově navazuje na bakalářský předmět Hardwarová bezpečnost

https://courses.fit.cvut.cz/MI-HWB/

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/MI-HWB/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Mgr. obor Znalostní inženýrství, 2016-2017 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Počítačová bezpečnost, 2016-2019 (povinný předmět oboru)
• Mgr. obor Počítačové systémy a sítě, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Návrh a programování vestavných systémů, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Informační systémy a management, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Softwarové inženýrství, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Webové inženýrství, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. program Informatika, pro fázi studia bez oboru, 2016-2019 (VO)
• Mgr. obor Systémové programování, zaměření Systémové programování, 2016-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Systémové programování, zaměření Teoretická informatika, 2016-2017 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Teoretická informatika, 2018-2019 (volitelný předmět)
• Mgr. obor Znalostní inženýrství, 2018-2019 (volitelný předmět)