With the increasing demand for intelligent transportation systems (ITS), security and privacy requirements are paramount. This demand led to many proposals aimed at creating a Vehicular Public Key Infrastructure (VPKI) able to address such prerequisites. Among them, the Security Credential Management System (SCMS) is particularly promising, providing data authentication in a privacy-preserving manner and supporting the revocation of misbehaving vehicles. Namely, one of the main benefits of SCMS is its so-called butterfly key expansion process, which issues arbitrarily large batches of pseudonym certificates through a single request. Despite SCMS\'s appealing design, in this document, we show that its certificate issuing process can be improved. Namely, this protocol originally requires the vehicle to provide two separate public/private key pairs to registration authorities; we now propose an improved approach that unifies them into a single key pair. We also show that such performance gains come with no negative impact in terms of security, flexibility or scalability when compared to the original SCMS. Besides the improvement on the initial Elliptic Curve based protocol, we present a post-quantum version of the protocol using Ring Learning-with-errors (R-LWE) assumption. This new protocol has the same shape and features of the original one, but using R-LWE-based signature and encryption as underlying schemes and Lattices operation for the key issuing instead of Elliptic Curves. / Com o aumento da demanda por Sistemas de Transporte Inteligentes (ITS - intelligent transportation systems), requisitos de segurança de informação e privacidade são primordiais. Isso levou a muitas propostas visando a criação de uma infraestrutura de chave pública veicular (VPKI - Vehicular Public Key Infrastructure) capaz de atender esses requisitos. Entre estes, o Sistema de Gerenciamento de Credenciais de segurança (SCMS - Security Credential Management System) é particularmente promissor. Ele provê autenticação de dados de uma maneira a preservar a privacidade e também suporta revogação de veículos que apresentem comportamento inadequado. Especificamente, um dos principais benefícios do SCMS é o chamado processo de butterfly key expansion, que emite lotes arbitrariamente grandes de certificados para pseudônimos a partir de única requisição. Embora este protocolo originalmente exija que o veículo forneça dois pares de chaves públicas/privadas separadas para as autoridades de registro, aqui é proposta uma abordagem aprimorada que as unifica em um único par de chaves. Também é mostrado esse ganho de desempenho não causa nenhuma deterioração em termos de segurança, flexibilidade ou escalabilidade quando comparado ao SCMS original. Além das melhorias no protocolo original baseado em curvas elípticas, aqui é apresentada uma versão pós-quântica do protocolo usando a hipótese de segurança R-LWE (Ring Learning-with-errors). Este novo protocolo tem o mesmo formato e características do original, mas usa assinatura e cifração baseada em R-LWE como esquemas subjacentes e operações em reticulados para o processo de emissão de chaves em vez de curvas elípticas.

O sistema de televisão é considerado o principal meio de comunicação e entretenimento no Brasil. Com o início das transmissões do sistema de televisão digital brasileiro no final de 2007, os principais impactos da digitalização do sistema de TV são: a alta definição de imagens e som, a mobilidade e a portabilidade. Com o tempo, outras funcionalidades serão incorporadas: a multiprogramação (mais de um programa no mesmo canal) e a interatividade. E é a partir da TV interativa que passa a ser possível o oferecimento de serviços para a população. Este trabalho tem como objetivo sistematizar as questões relacionadas com segurança no âmbito da televisão digital terrestre, além de propor e avaliar contribuições para uma arquitetura de segurança considerando o cenário expandido da televisão digital brasileira; especialmente no que tange a proteção de direitos autorais em TV aberta e a autenticação de aplicativos e serviços para TV interativa. A pesquisa realizada considera a realidade brasileira, suas necessidades específicas e as tecnologias disponíveis mais adequadas a elas, viabilizando o uso de serviços com alto valor agregado. Para atingir estes objetivos, foi realizado um amplo levantamento de tecnologias e sistemas existentes relacionados com o tema de segurança em TV digital. Com base neste levantamento, o trabalho apresenta uma sistematização da segurança para a televisão digital terrestre e aberta no Brasil na qual são identificados casos de uso e requisitos. É proposto o SPDA-BR, um sistema de proteção de direitos autorais adequado ao parque de televisores nacional e com menor impacto no custo de receptores; é proposto também o AUTV, um mecanismo de autenticação de aplicativos flexível (que possa ser utilizada para atualização de software, instalação de drivers, aplicativos interativos), compatível com padrões abertos e com a ICP Brasil. Esta dissertação forneceu subsídios para a escrita da norma de segurança para o Sistema Brasileiro de Televisão Digital, gerou publicações de artigos científicos e técnicos, e a comprovação de viabilidade, tanto do SPDA-BR como do AUTV, através de simulações e prova de conceito, respectivamente. / In Brazil, the television system is considered an important source of communication and entertainment. The Brazilian digital transmissions started on December 2007 and first offered functionalities were the high definition, mobility and portability. In a later moment other functionalities will be added: multiprogramming (more than one service per channel) and interactivity. With the interactivity it is possible to offer digital services to the public. This work goals are to present a systematic DTV security issues overview, to propose and analyze DTV security issues contributions; specifically to the digital rights protection, considering free to air DTV, and the services and applications to interactive TV. This research considers the Brazillian requirements and identifies the most suitable technologies to these requirements, allowing high value services integration to the television system. In order to achieve these goals, it was done a wide state of the art research and the DTV security use cases identification and its requirements specification. The SPDA-BR and AUTV were proposed. The SPDA-BR is a digital rights protection system suitable to the Brazilian scenario with the minimum cost impact. The AUTV is a flexible authentication mechanism (that can be applied to software update, driver installation and interactive DTV applications), compatible to the open standards and to the Brazilian Public Key Cryptographic Infrastructure. This text contributed to the DTV Brazilian system, generated scientific and technical publications, and specified as well as proved the feasibility of both SPDA-BR and AUTV, through simulation and proof of concept, respectively.

O sistema de televisão é considerado o principal meio de comunicação e entretenimento no Brasil. Com o início das transmissões do sistema de televisão digital brasileiro no final de 2007, os principais impactos da digitalização do sistema de TV são: a alta definição de imagens e som, a mobilidade e a portabilidade. Com o tempo, outras funcionalidades serão incorporadas: a multiprogramação (mais de um programa no mesmo canal) e a interatividade. E é a partir da TV interativa que passa a ser possível o oferecimento de serviços para a população. Este trabalho tem como objetivo sistematizar as questões relacionadas com segurança no âmbito da televisão digital terrestre, além de propor e avaliar contribuições para uma arquitetura de segurança considerando o cenário expandido da televisão digital brasileira; especialmente no que tange a proteção de direitos autorais em TV aberta e a autenticação de aplicativos e serviços para TV interativa. A pesquisa realizada considera a realidade brasileira, suas necessidades específicas e as tecnologias disponíveis mais adequadas a elas, viabilizando o uso de serviços com alto valor agregado. Para atingir estes objetivos, foi realizado um amplo levantamento de tecnologias e sistemas existentes relacionados com o tema de segurança em TV digital. Com base neste levantamento, o trabalho apresenta uma sistematização da segurança para a televisão digital terrestre e aberta no Brasil na qual são identificados casos de uso e requisitos. É proposto o SPDA-BR, um sistema de proteção de direitos autorais adequado ao parque de televisores nacional e com menor impacto no custo de receptores; é proposto também o AUTV, um mecanismo de autenticação de aplicativos flexível (que possa ser utilizada para atualização de software, instalação de drivers, aplicativos interativos), compatível com padrões abertos e com a ICP Brasil. Esta dissertação forneceu subsídios para a escrita da norma de segurança para o Sistema Brasileiro de Televisão Digital, gerou publicações de artigos científicos e técnicos, e a comprovação de viabilidade, tanto do SPDA-BR como do AUTV, através de simulações e prova de conceito, respectivamente. / In Brazil, the television system is considered an important source of communication and entertainment. The Brazilian digital transmissions started on December 2007 and first offered functionalities were the high definition, mobility and portability. In a later moment other functionalities will be added: multiprogramming (more than one service per channel) and interactivity. With the interactivity it is possible to offer digital services to the public. This work goals are to present a systematic DTV security issues overview, to propose and analyze DTV security issues contributions; specifically to the digital rights protection, considering free to air DTV, and the services and applications to interactive TV. This research considers the Brazillian requirements and identifies the most suitable technologies to these requirements, allowing high value services integration to the television system. In order to achieve these goals, it was done a wide state of the art research and the DTV security use cases identification and its requirements specification. The SPDA-BR and AUTV were proposed. The SPDA-BR is a digital rights protection system suitable to the Brazilian scenario with the minimum cost impact. The AUTV is a flexible authentication mechanism (that can be applied to software update, driver installation and interactive DTV applications), compatible to the open standards and to the Brazilian Public Key Cryptographic Infrastructure. This text contributed to the DTV Brazilian system, generated scientific and technical publications, and specified as well as proved the feasibility of both SPDA-BR and AUTV, through simulation and proof of concept, respectively.