Η εργασία αυτή έχει σα σκοπό τη διερεύνηση των εφαρμογών της κρυπτογραφίας στην ασφάλεια της διαδικασίας της αξιολόγησης σε περιβάλλοντα όπου γίνεται χρήση τεχνολογιών επικοινωνίας και πληροφορικής, κατασκευάζοντας μια κατηγορία πρωτοκόλλων που καλείται e-αξιολόγηση. Πιό συγκεκριμένα, ξεκινώντας από την όσο το δυνατόν πλήρη περιγραφή ενός συστήματος e-αξιολόγησης τόσο σε επίπεδο hardware όσο και σε επίπεδο software, σκοπός μας είναι να εισάγουμε κατάλληλες κρυπτογραφικές τεχνικές έτσι ώστε να καλύπτουμε τις απαιτήσεις ασφαλείας της διαδικασίας της e-αξιολόγησης και να δώσουμε παραδείγματα αντίστοιχων εφαρμογών όπου είναι γίνεται χρήση της ηλεκτρονικής αξιολόγησης. Στο πρώτο μέρος της εργασίας διερευνούμε τον τρόπο με τον οποίο ενσωματώνεται η έννοια της ασφάλειας στη διαδικασία της αξιολόγησης, τους λόγους για τους οποίους υπάρχει ανάγκη για ενσωμάτωση τεχνικών ασφαλείας στην αξιολόγηση και τα οφέλη που αποκομίζουμε από αυτές καθώς και μία γρήγορη παρουσίαση του συνόλου των τεχνικών που χρησιμοποιούνται. Στη συνέχεια του κεφαλαίου αυτού, παρουσιάζουμε που και πως ενσωματώνονται εφαρμογές κρυπτογραφίας στο σύνολο των τεχνικών ασφαλείας που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία αξιολόγησης. Στο δεύτερο μέρος κάνουμε μια παρουσίαση των κρυπτογραφικών πρωτοκόλλων και τεχνικών που έχουν εφαρμογή στην e-αξιολόγηση, καθώς και μια παρουσίαση του μαθηματικού τους υπόβαθρου. Στο τρίτο μέρος κάνουμε μια παρουσίαση των εφαρμογών της ηλεκτρονικής αξιολόγησης στην εκπαίδευση. / The goal of this work is to research the application of cryptography in the security of the process of evaluation in on-line environments, creating a framework of protocols which is collectively called e-evaluation. More specifically, we begin by providing a description of an e-evaluation system in both the hardware and the software level and introducing suitable cryptographic techniques so as to satisfy the security requirements of the e-evaluation process, giving examples of applications where there is use of electronic evaluation procedures. In the first part of this work we research the way the concept of security is integrated within the process of evaluation, the reasons for which there is need for integrating security techniques in that process and the benefits we gain by them. Then we provide a short description of techniques being use in the electronic evaluation process as well as where and how cryptography is applied in them. In the second part, we provide a description of the cryptographic techniques and protocols that have applications in the e-evaluation framework and their mathematical background. In the third and final part, we make a presentation of the applications of e-evaluation in education.

Η ασφάλεια των υπολογιστικών συστημάτων αποτελεί πλέον μια πολύ ενεργή περιοχή και αναμένεται να γίνει μια νέα παράμετρος σχεδίασης ισάξια μάλιστα με τις κλασσικές παραμέτρους σχεδίασης των συστημάτων, όπως είναι η απόδοση, η κατανάλωση ισχύος και το κόστος. Οι φερέγγυες υπολογιστικές πλατφόρμες έχουν προταθεί σαν μια υποσχόμενη λύση, ώστε να αυξήσουν τα επίπεδα ασφάλειας των συστημάτων και να παρέχουν προστασία από μη εξουσιοδοτημένη άδεια χρήσης των πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες σε ένα σύστημα. Ένα φερέγγυο σύστημα θα πρέπει να διαθέτει τους κατάλληλους μηχανισμούς, ώστε να είναι ικανό να αντιστέκεται στο σύνολο, τόσο γνωστών όσο και νέων, επιθέσεων άρνησης υπηρεσίας. Οι επιθέσεις αυτές μπορεί να έχουν ως στόχο να βλάψουν το υλικό ή/και το λογισμικό του συστήματος. Ωστόσο, η μεγαλύτερη βαρύτητα στην περιοχή έχει δοθεί στην αποτροπή επιθέσεων σε επίπεδο λογισμικού. Στην παρούσα διατριβή προτείνονται έξι μεθοδολογίες σχεδίασης ικανές να θωρακίσουν ένα υπολογιστικό σύστημα από επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας που έχουν ως στόχο να πλήξουν το υλικό του συστήματος. Η κύρια έμφαση δίνεται στο υποσύστημα της μνήμης (κρυφές μνήμες). Στις κρυφές μνήμες αφιερώνεται ένα μεγάλο μέρος της επιφάνειας του ολοκληρωμένου, είναι αυτές που καλούνται να "αποκρύψουν" τους αργούς χρόνους απόκρισης της κύριας μνήμης και ταυτόχρονα σε αυτές οφείλεται ένα μεγάλο μέρος της συνολικής κατανάλωσης ισχύος. Ως εκ τούτου, παρέχοντας βελτιστοποιήσεις στις κρυφές μνήμες καταφέρνουμε τελικά να μειώσουμε τον χρόνο εκτέλεσης του λογισμικού, να αυξήσουμε το ρυθμό μετάδοσης των ψηφιακών δεδομένων και να θωρακίσουμε το σύστημα από επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας σε επίπεδο υλικού. / Data security concerns have recently become very important, and it can be expected that security will join performance, power and cost as a key distinguish factor in computer systems. Trusted platforms have been proposed as a promising approach to enhance the security of the modern computer system and prevent unauthorized accesses and modifications of the sensitive information stored in the system. Unfortunately, previous approaches only provide a level of security against software-based attacks and leave the system wide open to hardware attacks. This dissertation thesis proposes six design methodologies to shield a uniprocessor or a multiprocessor system against a various number of Denial of Service (DoS) attacks at the architectural and the operating system level. Specific focus is given to the memory subsystem (i.e. cache memories). The cache memories account for a large portion of the silicon area, they are greedy power consumers and they seriously determine system performance due to the even growing gap between the processor speed and main memory access latency. As a result, in this thesis we propose methodologies to optimize the functionality and lower the power consumption of the cache memories. The goal in all cases is to increase the performance of the system, the achieved packet throughput and to enhance the protection against a various number of passive and Denial of Service attacks.