Orientador: Manoel Ferreira Borges Neto / Banca: Waldir Leite Roque / Banca: José Márcio Machado / Resumo: Nesta dissertação, além da apresentação de um ensaio teórico sobre a fundamentação da Mecânica Quântica, Computação, Informação Quântica, Criptografia e Entropias Quânticas, serão mostradas, de forma inédita, algumas implementações sobre o efeito da Entropia no Emaranhamento Quântico, importante para processos de transmissão da Informação Quântica, com o uso dos programas Mathematica e Matlab. Primeiramente e apresentado um breve histórico sobre a Computação Quântica e a Informação Quântica, junto com uma perspectiva do futuro. Logo em seguida uma breve introdu cão sobre a Mecânica Quântica, com o estudo de autovetores e autovalores e seus postulados, produtos tensoriais e o micro-universo. Na sequência um texto sucinto com os conceitos fundamentais da Computação Quântica como os bits quânticos, e portas lógicas. Além dos principais algoritmos quânticos. Depois passa-se a estudar a Informa ção Quântica, as operações quânticas, canais de inversão e polarização, para então chegar-se a Entropia, quando e feito um estudo comparativo entre as entropias de Von Neumann e Tsallis. E por fim um pouco de Criptografia Quântica. / Abstract: In this dissertation, beyond the presentation of a theoretical essay on the basis of the Quantum Mechanics, Computation, Quantum information, Quantum Criptografy and Entropies, it will also be shown, for rst time, some implementations on the e ect of the Entropy tests on Quantum Entanglement for processes of transmission of Quantum Information, through the uses Mathematica and Matlab Programs. First I present a historical brie ng on the Quantum Computation and Quantum Information, together with a perspective of the future. Afterwards it will shown on introduction on the Quantum Mechanics, and its postulates, and the micro-universe. In sequence, a brief text with the fundamental concepts of the Quantum Computation, as the quantum bits, logic gates, and the main quantum algorithms. Later we will start to study Quantum Information, the quantum operations, channels of inversion and polarization. Furthermore we will go to discuss Entropy, where it is made a comparative study of Entropies of Von Neumann and Tsallis. And nally a little of Quantum Criptografy will be worked out. / Mestre

This work consists in a performance evaluating of Asymmetrical cryptographic algorithms in embedded platforms used in Wireless Sensor Networks (WSN). The sensor devices have low computing power and energy, therefore safety techniques should not consume large amounts of resources. The asymmetric cryptographic algorithms RSA, ECC and MQQ were evaluated on platforms Desktop, ARM, MSP430 and AVR. The evaluations were performed using the SimpleScalar simulators, Sim-Panalyzer, MSPsim and AVRORA . The evaluation criteria were: processing time, memory usage and processor, as well as energy consumption. The data showed that the algorithm MQQ was more efficient than RSA and ECC algorithms in most assessment criteria, in addition, the ECC algorithm obtained the best results when compared with the RSA algorithm / Esse trabalho consiste na avaliação de desempenho de algoritmos criptográficos assimétrico em plataformas embarcadas usadas em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). Os dispositivos sensores têm baixa capacidade computacional e energética, portanto técnicas de segurança não devem consumir grande quantidade de recursos. Os algoritmos criptográficos assimétricos RSA, ECC e MQQ foram avaliados nas plataformas Desktop, ARM, MSP430 e AVR. A avaliação de desempenho foi realizada com auxílio dos simuladores SimpleScalar, Sim- Panalyzer, MSPsim e AVRORA. Os critérios de avaliação foram: tempo de processamento, uso de memória e processador, além do consumo de energia. Os dados revelaram que o algoritmo MQQ foi mais eficiente que os algoritmos RSA e ECC na maioria dos critérios de avaliação, além disso, o algoritmo ECC obteve os melhores resultados quando comparado com o algoritmo RSA

Orientador: Julio Cesar López Hernández / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pietz_Franz_M.pdf: 27442530 bytes, checksum: 1648252389eb63cf26ca0525be124bda (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A criptografia visual é um método de compartilhamento de segredos proposto por Naor em Shamir no artigo ''Criptografia Visual'' de 1994. Nele, uma imagem secreta é dividida em um conjunto de parcelas, sendo necessário sobrepor um número mínimo de parcelas para decodificarmos o segredo visualmente, sem nenhum tipo de dispositivo ou cálculo criptográfico; e analisando as parcelas isoladamente, não é possível recuperar nenhuma informação sobre a imagem secreta original. O esquema é considerado seguro e pode ser comparado com as cifras de one-time-pad, também chamadas de cifras perfeitas, devido à dificuldade do atacante obter o segredo ou parte dele. Existem propostas para a utilização de criptografia visual em protocolos de autenticação, como autenticação de transações bancárias e verificação de legitimidade de produtos. Entretanto, esse método possui problemas como definição do segredo recuperado, baixo contraste e desvios de alinhamento, que é o problema mais sensível. Nossa proposta mostra como utilizar um dispositivo móvel, como smartphone ou tablet, para realizar o alinhamento automático de parcelas e auxiliar o usuário no processo de recuperação de segredos encriptados utilizando criptografia visual. Para isso, utilizamos a câmera do dispositivo móvel para torná-lo uma ''transparência'' e técnicas de análise de imagens para localizar uma parcela exibida em um monitor ou impressa na embalagem de um produto, e sobrepô-la com uma parcela presente no dispositivo móvel, permitindo a visualização do segredo recuperado na tela do dispositivo. A utilização de um dispositivo móvel traz vantagens imediatas, como facilidade para a entrega de parcelas no momento da transação, sem necessidade de guardar informação previamente / Abstract: Visual cryptography is a secret sharing method proposed by Naor and Shamir in the paper ''Visual Cryptography'', in 1994. It split a secret image into a set of shares, so that we need to stack a minimum number of shares to visually decode the secret image without the help of hardware or computation, and analyzing the shares alone is not possible to obtain any information about the secret image. The scheme is considered safe and can be compared to the one-time-pad cyphers, also called perfect cyphers, due to the difficulty of an attacker to obtain the secret or part of it. There are proposals to use visual cryptography in authentication protocols, such as in bank transactions and product's legitimacy verification. But these methods have problems with recovered secret's definition, low contrast and misalignment of the shares, which is the most sensitive. Our proposal shows how to use a mobile device, such as smartphone or tablet, to perform automatic alignment of the shares and to assist a user to recover a secret encrypted using visual cryptography. For this, we use the device camera to turn it into a ''transparency'' and image analysis techniques to locate a share that can be displayed on a monitor or printed on the packaging of a product, and overlay it with a second share present on the mobile device, allowing the visualization of the recovered secret on the device's display. Using a mobile device brings immediate advantages, such as easy delivery of shares at the transaction's time, without having to store information in advance / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Neste documento, está apresentada a GEmSysC, uma API criptográfica unificada para aplicações embarcadas. Camadas de abstração compatíveis com esta API podem ser construídas sobre bibliotecas existentes, de forma que as funcionalidades criptográficas podem ser acessadas pelo software de alto nível de forma consistente e independente da implementação. As características da API foram definidas com base em boas práticas de construção de APIs, práticas indicadas em software embarcado e também com base em outras bibliotecas e padrões criptográficos existentes. A principal inspiração para este projeto foi o padrão CMSIS-RTOS, que também busca unificar interfaces para software embarcado de forma independente da implementação, mas é voltado a sistemas operacionais, não a funcionalidades criptográficas. A estrutura da GEmSysC é modular, sendo composta de um core genérico e módulos acopláveis, um para cada algoritmo criptográfico. Nesta dissertação, está apresentada a especificação do core e de três módulos: AES, RSA e SHA-256. Ainda que a GEmSysC tenha sido elaborada para utilização em sistemas embarcados, ela também poderia ser utilizada em computadores computacionais, já que, em última instância, sistemas embarcados são sistemas computacionais. Como provas de conceito, foram feitas duas implementações da GEmSysC: uma sobre a biblioteca wolfSSL, que é de código aberto e voltada a sistemas embarcados, e outra sobre a OpenSSL, que é amplamente utilizada e de código aberto, mas não é voltada especificamente a sistemas embarcados. A primeira implementação foi testada em um processador Cortex-M3 sem sistema operacional, enquanto a segunda foi testada em um PC com sistema operacional Windows 10. Mostrou-se que a GEmSysC é, sob alguns aspectos, mais simples que outras bibliotecas. Mostrou-se também que o overhead da camada de abstração é pequeno, ficando entre pouco mais de 0% e 0,17% na implementação voltada a sistemas embarcados e entre 0,03% e 1,40% na implementação para PC. Apresentaram-se ainda os valores dos custos de memória de programa e de RAM de cada uma das implementações. / This document presents GEmSysC, an unified cryptographic API for embedded systems. Software layers implementing this API can be built over existing libraries, allowing embedded software to access cryptographic functions in a consistent way that does not depend on the underlying library. The API complies to good practices for API design and good practices for embedded software development and took its inspiration from other cryptographic libraries and standards. The main inspiration for creating GEmSysC was the CMSIS-RTOS standard, which defines an unified API for embedded software in an implementation-independent way, but targets operating systems instead of cryptographic functions. GEmSysC is made of a generic core and attachable modules, one for each cryptographic algorithm. This document contains the specification of the core of GEmSysC and three of its modules: AES, RSA and SHA-256. GEmSysC was built targeting embedded systems, but this does not restrict its use only in such systems – after all, embedded systems are just very limited computing devices. As a proof of concept, two implementations of GEmSysC were made. One of them was built over wolfSSL, which is an open source library for embedded systems. The other was built over OpenSSL, which is open source and a de facto standard. Unlike wolfSSL, OpenSSL does not specifically target embedded systems. The implementation built over wolfSSL was evaluated in a Cortex- M3 processor with no operating system while the implementation built over OpenSSL was evaluated on a personal computer with Windows 10 operating system. This document displays test results showing GEmSysC to be simpler than other libraries in some aspects. These results have shown that both implementations incur in little overhead in computation time compared to the cryptographic libraries themselves. The overhead of the implementation has been measured for each cryptographic algorithm and is between around 0% and 0.17% for the implementation over wolfSSL and between 0.03% and 1.40% for the one over OpenSSL. This document also presents the memory costs for each implementation.

This dissertation describes the impact of using asymmetric encryption algorithms, with emphasis on algorithms RSA, ECC and MQQ in scenarios VANET (Vehicular Ad hoc Network). In the research were investigated some simulators as GrooveNet, VANET / DSRC, VANET / CRL Epidemic, NS-2, trans, NCTUns / EstiNET, SUMO, VanetMobiSim and ns-3, suitable for VANET. The algorithms have been implemented in C and inserted into the ns-3, where the simple scenarios created a network VANET. The results showed that it is possible to add protocol-layer security services of vehicular networks (1609.2), these asymmetric algorithms and obtain secure communication between nodes in the VANET. / Esta dissertação de mestrado descreve o impacto de usar algoritmos assimétricos de criptografia, dando ênfase aos algoritmos RSA, ECC e MQQ em cenários de VANET (Vehicular Ad hoc Network). Na pesquisa foram investigados alguns simuladores como GrooveNet, VANET/DSRC, VANET/Epidemic CRL, NS-2, TraNS, NCTUns/EstiNET, SUMO, VanetMobiSim e ns-3, próprio para VANET. Os algoritmos foram implementados em C e inseridos no ns-3, onde se criam cenários simples de uma rede VANET. Os resultados obtidos permitem concluir que é possível agregar ao protocolo, na camada de serviços de segurança das redes veiculares (1609.2), esses algoritmos assimétricos e obter comunicação segura entre os nós da VANET.

Orientadores: Mauricio Ferreira Magalhães, Fabio Luciano Verdi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wong_Walter_M.pdf: 1265045 bytes, checksum: 15a2435e5676b973ffe726e4757323e4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A concepção original da arquitetura da Internet foi baseada em uma rede fixa e confiável. Hoje em dia, a Internet se tornou dinâmica e vulnerável aos ataques de segurança. Também não era prevista a necessidade de integração de tecnologias heterogêneas nem de ambientes sem fio. A arquitetura atual apresenta uma série de barreiras técnicas para prover estes serviços, sendo uma das maiores a sobrecarga semântica do Internet Protocol (IP). O endereço IP atua como localizador na camada de rede e como identificador na camada de transporte, impossibilitando novas funcionalidades como a mobilidade e abrindo brechas de segurança. Este trabalho apresenta uma proposta de implementação de uma arquitetura para Internet de nova geração para o provisionamento de novos serviços de forma natural e integrada para a Internet atual. A proposta de arquitetura de implementação oferece suporte à mobilidade, ao multihoming, à segurança, à integração de redes heterogêneas e às aplicações legadas através da introdução de uma nova camada de identificação na arquitetura atual. Esta nova camada tem por objetivo separar a identidade da localização e se tornar uma opção de comunicação para as redes heterogêneas. Mecanismos adicionais foram propostos para prover o suporte às funcionalidades da arquitetura, tais como a resolução de nomes em identificadores, o roteamento baseado no identificador, a gerência de localização e um plano de controle para a troca de mensagens de sinalização fim-a-fim entre os componentes da arquitetura. Para a validação da arquitetura proposta, um protótipo foi implementado e vários testes de desempenho foram realizados para avaliação do overhead da implementação, do modelo de segurança, da robustez e do suporte à mobilidade e às aplicações legadas / Abstract: The original concept of the Internet architecture was based on static and reliable networks. Nowadays, the Internet became more dynamic and vulnerable to security attacks. The integration of heterogeneous technologies and wireless environment were not predicted. The current architecture presents some technical barriers to provide these services. One of these problems is the semantic overload of the Internet Protocol (IP). The IP address acts as locator in the network layer and identifier in the transport layer, preventing new features such as mobility and allowing security flaws. This work presents an implementation proposal of a next generation Internet architecture to provide new services naturally integrated to the Internet. The implementation proposal supports mobility, multihoming, security, heterogeneous networks integration and legacy applications by the introduction of a new identification layer in the current architecture. This new layer will separate the identity from the location and become an option for communication between heterogeneous networks. Additional mechanisms were proposed to support the new functionalities of the architecture, e.g., resolution of names to identifiers, identifier-based routing, location management and a control plane to exchange end-toend signalling control messages between the components of the architecture. In order to evaluate the proposed architecture, a prototype was implemented and some tests were performed considering implementation overhead, security model, robustness and support for mobility and legacy applications / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica