TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN FINANZAS / Vitolo, Giancarlo [Parte I mediante el método de múltiplos], Avila Balucani, Daniel Alejandro [Parte II mediante el método de flujo de caja descontado] / El trabajo desarrollado a continuación, tiene como principal objetivo efectuar la valoración de la empresa AES Panamá SRL y estimar el precio de su acción, a través de la metodología de flujos de caja descontados (FCD). Esta metodología se basa en el modelo multiperiodo de Modigliani-Miller, que consiste principalmente en modelar los flujos de caja libre de la compañía sobre un horizonte de tiempo determinado, para luego ser descontados a su valor presente. Además de estos flujos de caja, el valor presente debe ser determinado para flujos de caja más allá del horizonte de proyección comúnmente llamado valor terminal o perpetuidad. Bajo esta metodología determinar la tasa de descuento es uno de los factores fundamentales. Para esto se deben considerar aspectos claves como el riesgo, comportamientos históricos y el rendimiento mínimo esperado por compradores o vendedores con una expectativa mínima de rentabilidad. En esta valoración utilizamos una tasa de costo de capital, calculada a través de la fórmula WACC, la cual consiste en un promedio ponderado entre el costo de la deuda (kb) y la rentabilidad exigida por los accionistas (kp). Para realizar la valoración a través de esta metodología, es necesario determinar una estructura de capital objetivo a largo plazo para la compañía, la cual puede obtenerse en base al análisis retrospectivo de las cifras presentadas en sus estados financieros. Como parte de la valoración completa de la empresa bajo este método, debemos identificar y adicionar sus activos prescindibles (activos no necesarios para la operación de la empresa) y ajustar el exceso o déficit de capital de trabajo que haya al momento de la valoración. Como último paso en esta valoración, se determina el valor económico del patrimonio restando al valor obtenido de la empresa el valor presente de la deuda financiera al momento de la valoración. Adicionalmente a la valoración a través del método de FCD, estimaremos el valor de la empresa AES Panamá SRL y el precio de su acción por el método de múltiplos. Este método consiste básicamente en estimar el valor de una empresa analizando la relación de las razones financieras de compañías que pertenecen a la misma industria tomadas como benchmark. AES Panamá, es una empresa que genera y vende electricidad en el mercado panameño y mercado eléctrico regional (MER), es la mayor compañía de generación en Panamá en términos de capacidad instalada y energía despachada promedio, donde el 93% de la capacidad firme de las plantas de la Compañía se encuentra contratada bajo varios acuerdos de compra - venta de potencia y energía con compañías de distribución, grandes clientes y la compañía generadora AES Changuinola. La energía excedente es vendida en el mercado ocasional a los precios establecidos en el mismo (precio spot) Para la ejecución de esta valoración se usaron los estados financieros de la empresa y de compañías que componen la industria desde el 30 de junio de 2013 hasta el 30 de septiembre de 2017, por otra parte, se extrajeron los datos presentados por la Bolsa de Valores de Panamá, donde pudimos compilar la información sobre de la estructura de capital, el patrimonio económico, principales competidores de la industria y estructura de la deuda y demás información necesaria para poder analizar, modelar y realizar las proyecciones de los flujos de caja de la empresa con un horizonte de evaluación de 5 años. Ya finalizada la valoración de AES Panamá al 30 de junio de 2017 con diferentes metodologías, obtuvimos como resultados que con el método de flujos de caja descontados el valor de la empresa o del patrimonio es de USD $1,067,808 en miles y un precio por acción de USD $4.97, por otro lado, el método de valoración en base a múltiplos de la industria, el ratio que presenta una mejor estimación es el del precio sobre ventas (Price to sales ratio) arrojando una estimación del valor de la empresa por USD $1,032,656 en miles y un precio por acción de USD $2.98. Debido a que AES Panamá es una empresa que no tranza o cotiza sus acciones en la Bolsa, actualmente no contamos con el valor efectivo de la acción a la fecha, solo tenemos como referencia en valor contable del precio de la acción. A pesar de no tener información pública comparable de la compañía, luego de realizar los procedimientos de valoración y analizar las estimaciones, consideramos que los resultados son lo suficientemente precisos para confiar en los valores que arrojan las diferentes metodologías aplicadas

Transition metal oxynitrides are of growing interest for their use as electrocatalyst for nitrogen reduction reaction. The metals in the oxynitride used for catalytic process are stabilized in intermediate state for effective activation of nitrogen. Therefore, studying the interaction of metal oxynitrides films to ambient exposure is necessary. Here, sputter deposited vanadium oxynitride is compared to cobalt oxynitride using insitu Auger electron spectroscopy (AES), ex situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). After deposition in Ar/N2 environment, in situ AES spectra indicate that film is vanadium oxynitride despite oxygen is not the reactive gas. In contrast, in situ AES indicate film is pure cobalt nitride at the same base pressure and deposition condition (as vanadium). For ambient exposure, in situ AES indicate the incorporation of oxygen in the cobalt nitride film to form cobalt oxynitride. Ex situ XPS indicate both films get more oxidized but uniformly distributed as there is only slight difference in grazing and normal emission XPS. XRD and SEM also indicate how homogeneously distributed both films are. These finding confirms how important it is that transition metal centers are kept in intermediate oxidation state for the activation of nitrogen bond.

Les circuits cryptographiques, parce qu'ils contiennent des informations confidentielles, font l'objet de manipulations frauduleuses, appelées communément attaques, de la part de personnes mal intentionnées. Plusieurs attaques ont été répertoriées et analysées. L'une des plus efficaces actuellement, appelée cryptanalyse DFA (Differential Fault Analysis), exploite la présence de fautes, injectées volontairement par l’attaquant par exemple à l’aide d’un laser, dans les calculs. Cependant, les modèles de fautes utilisés dans ces attaques sont parfois très restrictifs et conditionnent leur efficacité. Il est donc important de bien connaître quel modèle de faute est pertinent ou réalisable en fonction du circuit cible et du moyen d'injection (dans notre cas le laser). Un première étude portant sur le type de fautes (Bit-set, Bit-reset ou Bit-flip) injectées sur des points mémoires SRAM a mis en évidence la forte dépendance des fautes injectées vis à vis des données manipulées et la quasi inexistence de fautes de type Bit-flip. Ce dernier résultat favorise grandement les attaques de type Safe Error et engendre donc un réel problème de sécurité. La mise en évidence de tels résultats a été possible grâce à des cartographies de sensibilité au laser réalisées sur une cellule SRAM isolée puis sur la mémoire RAM d'un micro-contrôleur 8 bits. Pour confirmer ces résultats expérimentaux, des simulations SPICE d'injection de fautes laser ont été réalisées à partir d'un modèle développé dans l’équipe. Ce modèle prend en compte la topologie de la cible. Des tests ont ensuite été réalisés sur un circuit ASIC implémentant l'algorithme AES. L'analyse des fautes a montré la présence des trois types de fautes mais aussi un faible taux d'injection. En revanche, le taux de répétabilité des fautes était particulièrement élevé. Cela nous a permis d'améliorer une attaque existante et d'obtenir au final une attaque plus efficace que les attaques classiques, nécessitant moins de chiffrements fautés et une analyse des résultats réduite pour retrouver la clef secrète. Enfin, une évaluation des contre-mesures embarquées dans ce circuit a montré leurs inefficacités vis à vis des attaques en fautes par laser. Des pistes d'amélioration ont ensuite été proposées. / Cryptographic circuits, because they contain confidential informations, are subject to fraud from malicious users, commonly known as attacks. Several attacks have been published and analysed. One of the most effective attack, called Differential Fault Analysis (DFA), uses some fault, voluntary injected by the attacker during the computations, for example with a laser. However, fault models used by these attacks can be restrictive and determine the effectiveness of the attack. Thus, it is important to know which fault model is useful or feasible according to the targeted device or injection means (in our case the laser).A first study about the injected fault types (Bit-set, Bit-reset or Bit-flip) on SRAM memory cells highlighted the strong data dependency of the injected faults and the irrelevance of the Bit-flip fault type. This last result allows to mount Safe Error attacks and creates a real security issue. These results were obtain thanks to sensitivity laser map performed on an isolated SRAM cell and on an 8-bits micro-controller RAM memory. To confirm these experimental results, SPICE simulations have been made with a model developed in the department. This model takes into account the topology of the target.Tests were then carried out on an ASIC implementing the AES algorithm. The fault analysis showed the presence of the three types of faults but also a low injection rates. In contrast, the error repeatability was particularly high. This allowed us to simplify an existing attack and to obtain an attack more effective than conventional attacks, requiring fewer faulted cipher text and reducing the complexity of the analysis to find the secret key. Finally, an assessment of the countermeasure of this circuit showed their ineffectiveness with respect to fault laser attacks. Areas for improvement were then proposed.

La cryptologie est une des disciplines des mathématiques, elle est composée de deux sous-ensembles: la cryptographie et la cryptanalyse. Tandis que la cryptographie s'intéresse aux algorithmes permettant de modifier une information afin de la rendre inintelligible sans la connaissance d'un secret, la seconde s'intéresse aux méthodes mathématiques permettant de recouvrer l'information originale à partir de la seule connaissance de l'élément chiffré.La cryptographie se subdivise elle-même en deux sous-ensembles: la cryptographie symétrique et la cryptographie asymétrique. La première utilise une clef identique pour les opérations de chiffrement et de déchiffrement, tandis que la deuxième utilise une clef pour le chiffrement et une autre clef, différente de la précédente, pour le déchiffrement. Enfin, la cryptographie symétrique travaille soit sur des blocs d'information soit sur des flux continus d'information. Ce sont les algorithmes de chiffrement par blocs qui nous intéressent ici.L'objectif de la cryptanalyse est de retrouver l'information initiale sans connaissance de la clef de chiffrement et ceci dans un temps plus court que l'attaque par force brute. Il existe de nombreuses méthodes de cryptanalyse comme la cryptanalyse fréquentielle, la cryptanalyse différentielle, la cryptanalyse intégrale, la cryptanalyse linéaire...Beaucoup de ces méthodes sont maintenues en échec par les algorithmes de chiffrement modernes. En effet, dans un jeu de la lance et du bouclier, les cryptographes développent des algorithmes de chiffrement de plus en plus efficaces pour protéger l'information chiffrée d'une attaque par cryptanalyse. C'est le cas notamment de l'Advanced Encryption Standard (AES). Cet algorithme de chiffrement par blocs a été conçu par Joan Daemen et Vincent Rijmen et transformé en standard par le National Institute of Standards and Technology (NIST) en 2001. Afin de contrer les méthodes de cryptanalyse usuelles les concepteurs de l'AES lui ont donné une forte structure algébrique.Ce choix élimine brillamment toute possibilité d'attaque statistique, cependant, de récents travaux tendent à montrer, que ce qui est censé faire la robustesse de l'AES, pourrait se révéler être son point faible. En effet, selon ces études, cryptanalyser l'AES se ``résume'' à résoudre un système d'équations quadratiques symbolisant la structure du chiffrement de l'AES. Malheureusement, la taille du système d'équations obtenu et le manque d'algorithmes de résolution efficaces font qu'il est impossible, à l'heure actuelle, de résoudre de tels systèmes dans un temps raisonnable.L'enjeu de cette thèse est, à partir de la structure algébrique de l'AES, de décrire son algorithme de chiffrement et de déchiffrement sous la forme d'un nouveau système d'équations booléennes. Puis, en s'appuyant sur une représentation spécifique de ces équations, d'en réaliser une analyse combinatoire afin d'y détecter d'éventuels biais statistiques. / Cryptology is one of the mathematical fields, it is composed of two subsets: cryptography and cryptanalysis. While cryptography focuses on algorithms to modify an information by making it unintelligible without knowledge of a secret, the second focuses on mathematical methods to recover the original information from the only knowledge of the encrypted element.Cryptography itself is subdivided into two subsets: symmetric cryptography and asymmetric cryptography. The first uses the same key for encryption and decryption operations, while the second uses one key for encryption and another key, different from the previous one, for decryption. Finally, symmetric cryptography is working either on blocks of information either on continuous flow of information. These are algorithms block cipher that interests us here.The aim of cryptanalysis is to recover the original information without knowing the encryption key and this, into a shorter time than the brute-force attack. There are many methods of cryptanalysis as frequency cryptanalysis, differential cryptanalysis, integral cryptanalysis, linear cryptanalysis...Many of these methods are defeated by modern encryption algorithms. Indeed, in a game of spear and shield, cryptographers develop encryption algorithms more efficient to protect the encrypted information from an attack by cryptanalysis. This is the case of the Advanced Encryption Standard (AES). This block cipher algorithm was designed by Joan Daemen and Vincent Rijmen and transformed into standard by the National Institute of Standards and Technology (NIST) in 2001. To counter the usual methods of cryptanalysis of AES designers have given it a strong algebraic structure.This choice eliminates brilliantly any possibility of statistical attack, however, recent work suggests that what is supposed to be the strength of the AES, could prove to be his weak point. According to these studies, the AES cryptanalysis comes down to ``solve'' a quadratic equations symbolizing the structure of the AES encryption. Unfortunately, the size of the system of equations obtained and the lack of efficient resolution algorithms make it impossible, at this time, to solve such systems in a reasonable time.The challenge of this thesis is, from the algebraic structure of the AES, to describe its encryption and decryption processes in the form of a new Boolean equations system. Then, based on a specific representation of these equations, to achieve a combinatorial analysis to detect potential statistical biases.

Les blocs cryptographiques utilisés dans les circuits intégrés implémentent des algorithmes prouvés robustes contre la cryptanalyse. Toutefois des manipulations malveillantes contre le circuit lui-même peuvent permettre de retrouver les données secrètes. Entre autres, les attaques dites « en fautes » se sont révélés particulièrement efficaces. Leur principe consiste à injecter une faute dans le circuit (à l'aide d'un faisceau laser par exemple), ce qui produira un résultat erroné et à le comparer à un résultat correct. Il est donc essentiel de pouvoir détecter ces erreurs lors du fonctionnement du circuit.Les travaux de thèse présentées dans ce mémoire ont pour objet la détection concurrente d'erreurs dans les circuits cryptographique, en prenant comme support l'implantation du standard d'encryption symétrique l'Advanced Encryption standard « AES ». Nous analysons donc plusieurs schémas de détection d'erreur basés sur de la redondance d'information (code détecteur), certains issus de la littérature, d'autres originaux utilisant un double code de parité entrée-sortie permettant l'amélioration du taux de détection d'erreur dans ces circuits. Nous présentons aussi une étude montrant que le choix du type du code détecteur le plus approprié dépend, d'une part du type d'erreur exploitable pouvant être produite par un attaquant, et d'autre part du type d'implémentation du circuit à protéger. Les circuits cryptographiques sont également la cible d'autres attaques, et en particulier les attaques par analyse de consommation. Les contre mesures proposés jusqu'à lors pour un type d'attaques, se révèlent la plupart du temps néfastes sur la résistance du circuit face à d'autres types d'attaque. Nous proposons dans cette thèse une contre mesure conjointe qui protège le circuit à la fois contre les attaques en fautes et les attaques par analyse de consommation. / The cryptographic blocks used in the integrated circuits implement algorithms proved robust against cryptanalysis. However, malicious manipulation against the circuit itself can retrieve the secret data. Among known hardware attacks, attacks called "fault attacks" are proved particularly effective. Their principle is to inject a fault in the circuit (using for example a laser beam) that will produce an erroneous result and to compare it with a correct result. Therefore, it is essential to detect these errors during the circuit running.The work presented in this thesis concerns the concurrent detection of errors in cryptographic circuits, using as support the implementation of the Advanced Encryption Standard "AES". Thus, we analyze several error detection schemes based on the redundancy of information (detector code). We present a solution using dual code of parity to improve the rate of error detection in these circuits. We also present a study showing that the choice of the type of the detector code depends on one hand on the type of error that can be produced and be used by an attacker. On the other hand, it depends on type of the circuit implementation that we want to protect.The cryptographic circuits are also the target of further attacks, especially attacks by consumption analysis. The measures proposed against a type of attack, proved mostly negative against other types of attack. We propose in this work a joint measure that protects the circuit against both fault attacks and attacks by analysis of consumption.

Τα ασύρματα δίκτυα που βασίζονται στο πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 είναι σήμερα από τα πλέον δημοφιλή παγκοσμίως. Παρόλη την ευρεία διάδοσή τους υπάρχει σημαντικό πρόβλημα όσον αφορά την ασφάλεια των δεδομένων που διακινούνται εντός του δικτύου. Αρχικά, στο πρότυπο οριζόταν μία μόνο μέθοδος για την ασφάλεια των πληροφοριών, που ονομάζεται WEP (Wired Equivalent Privacy) και βασίζεται στον αλγόριθμο κρυπτογράφησης RC4. Ήδη από το 2000 το WEP έχει αποδειχθεί ανεπαρκές και οι προσπάθειες για την αύξηση του επιπέδου της ασφάλειας οδήγησαν πρόσφατα στο πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11i. Το πρότυπο ορίζει μία νέα μέθοδο, που εγγυάται την ασφάλεια των δεδομένων στο MAC επίπεδο. Ονoμάζεται CCMP και βασίζεται στον αλγόριθμο κρυπτογράφησης AES (Advanced Encryption Standard). Το CCMP παρέχει εμπιστευτικότητα (confidentiality), επικύρωση (authentication), ακεραιότητα (integrity) και προστασία από την επανάληψη πακέτων (replay protection). Βασίζεται στη χρήση του αλγόριθμου κρυπτογράφησης AES σε κατάσταση λειτουργίας CCM. Το CCM συνδυάζει την κατάσταση λειτουργίας CTR (Counter mode) για εμπιστευτικότητα και την CBC (Cipher Block Chaining mode) για επικύρωση και ακεραιότητα. Το CCM προστατεύει την ακεραιότητα τόσο των δεδομένων του πακέτου, όσο και συγκεκριμένων τμημάτων της επικεφαλίδας του πακέτου. Η επεξεργασία που γίνεται στο CCMP από τον αλγόριθμο AES χρησιμοποιεί μέγεθος κλειδιού 128-bit και μέγεθος μπλοκ 128-bit. Μετά την επεξεργασία από το CCMP το μέγεθος του πακέτου έχει επεκταθεί κατά 16 bytes, 8 bytes για την επικεφαλίδα του CCMP και 8 bytes για την ψηφιακή υπογραφή MIC (Message Integrity Code). Τα δεδομένα του πακέτου και το MIC μεταδίδονται κρυπτογραφημένα, αφού προστεθεί η αρχική επικεφαλίδα του πακέτου και η επικεφαλίδα του CCMP. Στα πλαίσια της διπλωματικής μελετήθηκαν διάφορες αρχιτεκτονικές για την υλοποίηση του συστήματος κρυπτογράφησης/αποκρυπτογράφησης σύμφωνα με το CCMP. Οι αρχιτεκτονικές αυτές παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά όσον αφορά την επιφάνεια, την ταχύτητα λειτουργίας και το συνολικό throughput. Η υλοποίηση και ο έλεγχος ορθής λειτουργίας των σχεδιασμών έγινε σε τεχνολογία FPGA Spartan-3 της εταιρίας Xilinx. / Today, wireless networks IEEE 802.11 are very popular. Despite their worldwide deployment there is significant problem, as far as the security of the data exchanged through the network, is concerned. Initially, there was only one method defined for the security of information, called WEP (Wired Equivalent Privacy). WEP is based on the RC4 encryption algorithm. It is proven, since 2000, that WEP provides insufficient security and recent research efforts in the direction of a more secure solution have led to IEEE 802.11i standard. A new method, applied in the MAC layer, which provides a higher level of security, is defined in this standard. This method is called CCMP and is based on the AES encryption algorithm (Advanced Encryption Standard). CCMP provides confidentiality, authentication, integrity check and replay protection. It uses AES in the CCM mode of operation. CCM combines the CTR (Counter) and CBC (Cipher Block Chaining) modes of operation, for confidentiality and authentication/integrity, respectively. CCM protects the integrity of plaintext data, as well as selected portions of the IEEE MAC header. CCMP processing uses AES with 128-bit encryption key and 128-bit block size. CCMP extends the original packet size by 16 bytes; 8 bytes for the CCMP header and 8 bytes for the digital signature called MIC (Message Integrity Code). Plaintext data and MIC are encrypted and the original MAC header, as well as the CCMP header is included in the packet before transmission. Various architectures for the implementation of an encryption/decryption system based on CCMP were studied. These architectures have different characteristics concerning area overhead, minimum clock period and overall throughput. Circuits were implemented and verified using Xilinx’s Spartan-3 FPGA technology.

Šiame darbe supažindinama su kriptografija, jos istorija, pagrindiniais kriptografijos principais, šifravimo algoritmų tipais, jų taikymo sritimis, privalumais bei trūkumais. Taip pat apibrėžiamos pagrindinės sąvokos ir terminai, išvardinti kriptoanalitinių atakų tipai ir reikalavimai kriptosistemoms. Svarstoma, ar egzistuoja absoliučiai patikimi šifravimo algoritmai. Trumpai aprašomi pagrindiniai šifravimo būdai ir kriptoanalitiniai metodai. Darbe yra nagrinėjami blokiniai (DES, GOST, LOKI 91, SAFER K-64, FEAL–8, Blowfish, AES (Rijndael)) šifravimo algoritmai, išaiškinama jų svarba kriptografijoje, išsamiai aprašoma jų struktūra, atsparumas kriptoanalizei, išaiškinami privalumai bei trūkumai. Nagrinėjami algoritmų taikymų ypatumai, galimybės, apribojimai. Analizuojami algoritm��� atsparumo kriptoanalizei kriterijai, jų svarba bei algoritmų patikimumo priežastys. Išnagrinėjus esamus blokinius šifravimo algoritmus, buvo atliktas jų tarpusavio palyginimas. Nustatyta, kad šifravimo algoritmo patikimumas priklauso nuo atsparumo kriptoanalitiniams metodams, rakto ilgio, algoritmo architektūros. Išaiškinami pagrindiniai algoritmų privalumai: realizavimo lankstumas, kintamas rakto ilgis, numatantis algoritmo ilgaamžiškumą. Taip pat nurodoma, kad duomenų sauga priklauso ne tik nuo šifravimo algoritmo, bet ir nuo kitų informacijos saugos aspektų: raktų apsaugos, jų paskirstymo, atsitiktinių skaičių generavimo būdų. / This work presents cryptography, its history, main principles of cryptography, types of ciphers, their application range, advantages and disadvantages. Key concepts and term are also defined. Complexity of attacks and requirement to cryptographic systems are listed and described. A question of the existence of the absolutely safe ciphers is considered. The main encryption modes and cryptanalysis methods are described. Research of the most prominent block ciphers and their importance to many cryptographic systems is presented in this work. The structure of block ciphers, their resistance to cryptanalysis are given in details and expositive strength of block ciphers. Their advantages and disadvantages are discovered and stated. Ciphers application range, their potential and restrictions are researched. Criteria of the resistance of ciphers to cryptanalysis, their importance and the reasons of cipher reliability are analyzed. After analyzing the block ciphers such us: DES, GOST, LOKI 91, SAFER K-64, FEAL–8, Blowfish, AES (Rijndael), their inter comparison was performed. It was noted that the reliability of ciphers depends on their resistance to cryptanalysis methods, key length and their architecture. The following major advantages of ciphers as flexibility of realization, changeable key length and facilitating cipher durability are discovered. The following conclusion has been drawn, that data safety depends not only on ciphers, but also on other aspects of information safety... [to full text]

Στη σύγχρονη ζωή του ανθρώπου η ανταλλαγή και η διακίνηση της πληροφορίας αποτελεί πλέον αναπόσπαστο κομμάτι. Η τεράστια ανάπτυξη των δικτύων υπολογιστών και η επικοινωνία πληροφοριών κάθε μορφής έφερε ένα τεράστιο πρόβλημα στην επιφάνεια, την ανάγκη για προστασία αυτής της πληροφορίας. Το πρόβλημα αυτό καλείται να το αντιμετωπίσει η επιστήμη της Κρυπτογραφίας όπου μέσα από διάφορους μετασχηματισμούς προσπαθεί θα μετατρέψει τα δεδομένα σε μια ακατανόητη μορφή η οποία θα είναι δυνατόν να αντιστραφεί μόνο από τον νόμιμο παραλήπτη. Για το λόγο αυτό έχουν αναπτυχθεί πληθώρα αλγορίθμων κρυπτογράφησης όπου παρόλο που η δουλειά τους είναι η ίδια, χειρίζονται και μετασχηματίζουν τα δεδομένα με διαφορετικό τρόπο. Στην παρούσα εργασία γίνεται παρουσίαση του αλγορίθμου AES (Advanced Encryption Standard) που αποτελεί το τρέχον πρότυπο από το NIST (National Institute of Standards and Technology). Ο AES ο οποίος είναι και γνωστός ως Rijndael, είναι ένας συμμετρικός αλγόριθμος τμήματος και βασίζεται στα δίκτυα μετάθεσης – αντικατάστασης, ενώ είναι υλοποιήσιμος και γρήγορος τόσο σε λογισμικό όσο και σε υλικό. Αντίθετα με τον προκάτοχο του DES, δεν χρησιμοποιεί το δίκτυο Feistel. Εφαρμόζεται σε έναν πίνακα Bytes 4x4 (128 bits), που ορίζεται ως κατάσταση (state), με τους περισσότερους μετασχηματισμούς να πραγματοποιούνται σε ένα πεπερασμένο πεδίο. Ο αλγόριθμος AES, δίνει τη δυνατότητα κρυπτογράφησης με τρία κλειδιά διαφορετικού μήκους, 128 bits κλειδί με 10 κύκλους επανάληψης, 192 bits κλειδί με 12 κύκλους επανάληψης και 256 bits κλειδί με 14 κύκλους επανάληψης παρουσιάζοντας κάθε φορά μεγάλη ανθεκτικότητα σε κρυπταναλυτικές επιθέσεις.Στα πλαίσια της εργασίας έγινε λεπτομερής ανάλυση των μετασχηματισμών που χρησιμοποιεί ο AES στην κρυπτογράφηση και αποκρυπτογράφηση σύμφωνα με το πρότυπο Fips-197 αρχικά σε θεωρητικό επίπεδο και έπειτα πραγματοποιήθηκαν υλοποιήσεις σε λογισμικό και σε υλικό. Συγκεκριμένα, στο 1ο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται μια εισαγωγή στην Κρυπτογραφία, παρουσιάζοντας τις βασικές της έννοιες και την ιστορική της εξέλιξη από τα πρώτα χρόνια εμφάνισης της ως σήμερα. Στο κεφάλαιο 2, αρχικά παρουσιάζονται τα υπάρχοντα κρυπτοσυστήματα, αναδεικνύοντας κάθε φορά τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν, τους αλγόριθμους που υπάγονται σε αυτά και τις εφαρμογές που έχουν. Στη συνέχεια γίνεται σύγκριση μεταξύ των αλγορίθμων ενός συστήματος αλλά και μεταξύ των κρυπτοσυστημάτων. Το κεφάλαιο 3 αποτελεί το κυρίως σώμα της εργασίας καθώς σε αυτό παρουσιάζεται και επεξηγείται ο αλγόριθμος AES. Δίνεται το απαραίτητο μαθηματικό υπόβαθρο και αναλύονται οι μετασχηματισμοί του αλγορίθμου. Παρουσιάζεται ο τρόπος που επεκτείνονται τα κλειδιά του αλγορίθμου καθώς και οι διαδικασίες κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης. Τέλος γίνεται αναφορά σε ζητήματα ασφάλειας και στην αντοχή του AES σε κρυπταναλυτικές επιθέσεις, καθώς και στις εφαρμογές που χρησιμοποιείται. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζονται και συγκρίνονται οι μέθοδοι υλοποίησης του αλγορίθμου. Περιγράφεται μια υλοποίηση σε λογισμικό με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C++, η οποία επεκτείνεται και σε μια διαδικτυακή υλοποίηση και μια υλοποίηση σε υλικό με τη χρήση της περιγραφικής γλώσσας VHDL και το σχεδιαστικό εργαλείο Quartus II. Τέλος στο 5ο κεφάλαιο εξάγονται συμπεράσματα και γίνονται προτάσεις για μελλοντική εργασία. / In modern life the exchange and transfer of information has become an integral part. The enormous development of computer networks and the information communication of every form, has brought a new massive problem on the surface, the need to protect this information.The science of Cryptography is challenged to face this problem, so through various transformations is trying to convert tha data in a incomprehensive form, which will be possible to be inverted only from the legal receiver. For this reason a variety of algorithms have been developed and although their work is the same, they handle and convert data in different ways. In the present thesis the AES (Advanced Encryption Standard) algorithm is presented, which is the current standard of NIST (National Institute of Standards and Technology). AES, which is also known as Rijndael, is a symmetric block cipher and is based on substitution - permutation networks, while it can be efficiently implemented both in software and hardware. Unlike it's predecessor DES, it does not use Feistel network. It is applied in 4x4 Bytes matrix (128 bits), which is defined as state, with the most transformations to be performed in a finite field. AES algorithm provides encryption capability with three keys of different size: key of 128 bits with 10 rounds, key of 192 bits with 12 rounds and key of 256 bits with 14 rounds. This thesis includes detailed analysis of transformations that AES uses in ecryption and decryption according to the Fips-197 standard, along with software and hardware implementations. Specifically, in the first chapter an introduction to Cryptography is made, presenting basic concepts and a historical overview. In chapter 2, contemporary cryptosystems are introduced. In chapter 3 the AES algorithm is presented and explained. The necessary mathematical background is provided and the transformations of the algorithm are analysed. The way the algorithm keys are expanded is presented, as well as the encryption and decryption processes. In chapter 4 the implementations of AES are presented and compared. An implementation in software is described using the programming language C++, and an implementation in hardware is given using the VHDL language and the design tool Altera Quartus II. Finally in chapter 5 the conclusions are given and proposals are made for future work.

La transmission de données multimédia sur les réseaux sécurisés a une croissance exponentielle grâce aux progrès scientifique dans les technologies de l'information et de la communication. La sécurité des données dans certaines applications comme le stockage sécurisé, l'authentification, la protection des droits d'auteurs, la communication militaire ou la visioconférence confidentielles, nécessitent de nouvelles stratégies en matière de transmission sécurisée. Deux techniques sont couramment utilisées pour la transmission sécurisée de données visuelles, à savoir : la cryptographie et la stéganographie. La cryptographie sécurise les données en utilisant des clés secrètes afin de rendre les données illisibles, la stéganographie, elle, vise à insérer des données cruciales dans des signaux porteurs anodins.De plus, pour la confiance mutuelle et les systèmes distribués, le partage sécurisé de ressources est souvent une garantie suffisante pour les applications de communication. L'objectif principal de cette thèse est de réaliser une protection des données visuelles, en particulier les images numériques, par le biais des techniques modernes de cryptographie. Dans ce contexte, deux objectifs de recherche ont été développés durant ces travaux de thèse.La première partie de notre travail se concentre sur la sécurité des images numériques dans un environnement partagé. Ensuite, la deuxième partie porte sur l'intégrité des données visuelles pendant une transmission sécurisée.Nous avons proposé un nouveau schéma de partage des images qui exploite les propriétés d'addition et de multiplication homomorphique de deux crypto systèmes à clé publique largement utilisés : les algorithmes RSA et Paillier. Dans les schémas traditionnels de partage sécurisé, le ``dealer'' partitionne le secret en parties et le distribue à chacun des autres acteurs. Ainsi, aucun des acteurs impliqués ne participe à la création du partage sécurisé, mais il est toujours possible que le ``dealer'' transmette des données malveillantes. Au contraire, l'approche proposée utilise le système de partage de secret d'une manière qui limite l'influence du ‘‘dealer'' sur le protocole en permettant à chaque acteur de participer.La deuxième partie de ces travaux de thèse met l'accent sur l'intégrité des données visuelles lors de la transmission. L'intégrité des données signifie que les données gardent leurs structures complètes au cours d'une opération numérique comme le stockage, le transfert ou la récupération. Le changement d'un seul bit de données cryptées peut avoir un impact catastrophique sur les données décryptées. Nous abordons le problème de correction d'erreurs dans les images cryptées en utilisant le chiffrement à clé symétrique AES (Advanced Encryptions Standard) suivant différents modes. Trois mesures sont proposées afin d'exploiter les statistiques locales des données visuelles et l'algorithme de chiffrement, dans l'objectif de corriger les erreurs efficacement. / Due to the advancements in the information and communication technologies, the transmission of multimedia data over secure or insecure communication channels has increased exponentially. The security of data in applications like safe storage, authentications, copyright protection,remote military image communication or confidential video-conferencing require new strategies for secure transmission. Two techniques are commonly used for the secure transmission of visual data, i.e. cryptography and steganography. Cryptography achieves security by using secret keysto make the data illegible while steganography aims to hide the data in some innocent carrier signal. For shared trust and distributed environment, secret sharing schemes provide sufficient security in various communication applications. The principal objective of this thesis is to achieveprotection of visual data especially images through modern cryptographic techniques. In this context, the focus of the work in perspective, is twofolded. The first part of our work focuses on the security of image data in shared environment while the second part focuses on the integrity ofimage data in the encrypted domain during transmission.We proposed a new sharing scheme for images which exploits the additive and multiplicative homomorphic properties of two well known public key cryptosystems, namely, the RSA and the Paillier. In traditional secret sharing schemes, the dealer partitions the secret into shares and distributethe shares to each of the player. Thus, none of the involved players participate in the creation of the shared secret and there is always a possibilitythat the dealer can cheat some player. On the contrary, the proposed approach employs the secret sharing scheme in a way that limits the influence of the dealer over the protocol by allowing each player to participate. The second part of our thesis emphasizes on the integrity of visual data during transmission. Data integrity means that the data have its complete structure during any operation like storage, transfer or retrieval. A single bit change in encrypted data can have catastrophic impact over the decrypted data. We address the problem of error correction in images encrypted using symmetric key cryptosystem of the Advanced Encryption Standard (AES) algorithm. Three methods are proposed to exploit the local statistics of the visual data and the encryption algorithm to successfully correct the errors.

The aim of this thesis is, firstly, to design and create the measuring environment for the research of electromagnetic side-channel attacks in cryptography; and secondly, to inform readers about the basics of electromagnetic and power side-channel attacks which present effective ways of the modern cryptosystems’ cryptoanalysis. In the theoretical part, the basic side-channel attacks, including their history and models, are described. The main part is focused on the explanation of the basic principles of power and electromagnetic side-channel attacks. Then, the work describes the basic physical principles of electromagnetic fields; and also the methods which can be used to measure the electromagnetic field. An example of the origination of the electromagnetic field in microprocessors is included. In the next part of the work the theoretical foundation necessary for successful implementation of the measurement of electromagnetic fields on the PIC microprocessor is presented. Next part of the chapter is devoted to the AES encryption standard, the activity of which is examined in the practical part. Furthermore, the magnetic probes, designed according to the theoretical knowledge are described. Also the research environment is described in this chapter. The list of measuring instruments used in the practical part is also included. The practical part of the work deals with the implementation aspects designed to achieve the ideal measurement conditions, such as the choice of appropriate probe, the appropriate location and distance between the probe and the measured system, setup of the oscilloscope and signal synchronization. Furthermore, the measured electromagnetic waveforms for selected instructions are presented. After that follows an analysis of the individual rounds of the AES encryption standard; the analysis of whole AES standard is also included. Then, the methods of simple and differential electromagnetic analysis are implemented. With regard to the knowledge gained in the practical part of the work, the possible countermeasures implemented against the power and electromagnetic side channel attacks are described. The final part of the work comprises a brief review of results.