Avec une croissance considérable dans le domaine de la technologie multimédia et de la forte disponibilité des logiciels de traitement d'image, il est désormais facile de manipuler les images numériques. En même temps, il est devenu possible de réaliser des contrefaçons très élaborées, en laissant très peu de traces. Cela présente un grave problème, en particulier, si l'authenticité de l'image numérique est exigée. L'authentification des images devrait se baser sur leurs contenus visuels et non pas sur leurs contenus binaires. Par conséquent, pour authentifier une image, il faut tolérer quelques manipulations acceptables que pourrait subir une image telles que la compression JPEG et l'ajout de bruit Gaussien. En effet, ces manipulations préservent l'aspect visuel de l'image. En même temps un système de hachage perceptuel doit être suffisamment fragile pour détecter les manipulations malveillantes qui modifient l'interprétation du contenu sémantique de l'image comme l'ajout de nouveaux objets, la suppression ou la modification majeure d'objets existants.Dans cette thèse, nous nous intéressons aux fonctions de hachage perceptuel pour l'authentification et le contrôle d'intégrité des images numériques. Dans ce but, nous présentons tous les aspects relatifs aux fonctions de hachage perceptuel. Puis, nous exposons les contraintes qu'un système de hachage perceptuel doit satisfaire pour répondre aux exigences souhaitées au niveau de la robustesse des signatures perceptuelles. Enfin, nous présentons une méthode permettant d'améliorer la robustesse et la sécurité d'un système dehachage perceptuel. / The widespread use of multimedia technology has made it relatively easy to manipulate and tamper visual data. In particular, digital image processing and image manipulation tools offer facilities to intentionally alter image content without leaving perceptual traces. This presents a serious problem, particularly if the authenticity of the digital image is required. The image authentication should be based on their visual content and not on their binary content. Therefore, to authenticate an image, some acceptable manipulations that could undergoes an image, such as JPEG compression and Gaussian noise addition, must tolerated. Indeed, these manipulations preserve the visual appearance of the image. At the same time a perceptual hashing system should be sufficiently sensitive to detect malicious manipulations that modify the interpretation of the semantic content of the imagesuch as adding new objects, deleting or major modification of existing objects.In this thesis, we focus on perceptual hash functions for authentication and integrityverification of digital images. For this purpose, we present all aspects of perceptual hashfunctions. Then, we discuss the constraints that perceptual hashing system must satisfy tomeet desired level of robustness of perceptual signatures. Finally, we present a method toimprove the robustness and security of a system of perceptual hashing.

Σκοπός αυτής της διπλωαμτικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση (σε γλώσσα περιγραφής υλικού VHDL) των κρυπτογραφικών αλγορίθμων SHA-1 και SHA-256. Απώτερος στόχος υπήρξε η σύγκριση και αξιολόγηση της κάθε υλοποίησης για να επιτευχθεί όσο το δυνατόν καλύτερο throughput/area. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η βελτίωση του αλγορίθμου μαζί με την τεχνική της διοχέτευσης. / Aim of this work is the planning and the concretisation (in VHDL)of the cryptographic algorithms SHA-1 and SHA-256. Final objective is the comparison and evaluation of each concretisation in order to achieve optimum throughput/area. The techniques that were used were the improvement of algorithm with the technique of pipeline.

Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας μελετήσαμε τους Secure Hash Algorithms, σχεδιάσαμε μια υλοποίηση αυτών με Reconfigurable αρχιτεκτονική και το συνθέσαμε σε ένα FPGA board. Η εργασία ξεκίνησε με μελέτη των προτύπων του SHA-160/224/256/384/512 και ιδιαίτερα των μαθηματικών συναρτήσεων υπολογισμού και των χαρακτηριστικών μεγεθών του κάθε αλγόριθμου. Επικεντρωθήκαμε στην εύρεση των κοινών σημείων και στα χαρακτηριστικά μεγέθη και στις συναρτήσεις και στο πως θα μπορούσαμε να εκμεταλλευτούμε αυτά για να πετύχουμε μια υλοποίηση και των πέντε αλγορίθμων χωρίς να γίνονται περιττοί υπολογισμοί και επαναχρησιμοποίηση area. Η υλοποίηση μας θα έπρεπε επίσης να έχεις τέσσερα μπλοκ διαφορετικών μηνυμάτων ταυτόχρονα προς επεξεργασία χωρίζοντας την σε τέσσερα ανεξάρτητα στάδια με pipeline τεχνική για την βελτίωση της απόδοσης. Επίσης κάθε μήνυμα μπορεί να χρησιμοποιεί οποιοδήποτε από τους αλγόριθμους SHA-160/224/256/384/512. Εφόσον η αρχική υλοποίηση μας πιστοποιήθηκε ότι παράγει το σωστό αποτέλεσμα σύμφωνα με τα test vector των προτύπων χρησιμοποιήσαμε την τεχνική του partial unrolling operations για να μειώσουμε τα απαιτούμε clock για τον υπολογισμό των hash τιμών των μηνυμάτων. Τέλος, με την χρήση Modelsim και Precision Physical, υλοποιήσαμε και συνθέσαμε και τις δυο αρχιτεκτονικές μας συγκρίνοντας τα αποτελέσματα και προτείνοντας μελλοντικές βελτιώσεις και προσθήκες στο σύστημά μας. / In this thesis we studied the Secure Hash Algorithms, designed a Reconfiguble Implementation of them and synthesized it on an FPGA board. The work started with the study of the SHA-160/224/256/384/512 prototypes and especially with the mathematical equations and the algorithm sizes. We focused on finding the common points between the algorithm sizes and the mathematical equations along with how we could take advantage of them so we could achieve an implementation of the five SHA algorithms without doing any not necessary computations and area reuse. The implementation must, also, have four different blog messages at the same time for computation in the processor unit, leading to a pipeline distinction of four autonomous parts and improved performance. Moreover the message chooses the algorithm that will be used for encryption. After we validated the original reconfigurable architecture by using the test vectors of the prototypes, we used the partial unrolling of operations technique to decrease the needed number of clocks for the computation of the message digest. Finally, by using Modelsim and Precision Physical we implemented and synthesized both proposed architectures, compared the results and proposed future improvements and additions in our system.

This master thesis goes into problematics of design of an electronic device control system and its realization. First of all its overall conception is specified and potential hardware platforms are analyzed afterwards. Based on this analysis the system’s final conception is drawn up, the device’s circuit layout is created and finally a functional prototype is manufactured. The later part of this thesis describes the software accessories and tools. The principles of a chosen operating system, management application and webbased interface are described along with the problems of authentization to solve. The proposed solutions for the authentization-specific tasks gave rise to the final implementation of the authentization methods and techniques.

At the end of 70th of last century the concept began to emerge, now is referred as a cryptographic hash function. Currently, these functions are associated especially with a digital signature. In 2005, the worldwide most used function SHA-1 was broken. This fact led in 2007 NIST announced a public competition to create a new secure hash algorithm. This Thesis deals with issues of cryptographic hash functions from the beginning of their theoretical formulation to current events in this area. Key words: Cryptographic hash functions, SHA-1, MD5, NIST competition

This dissertation thesis attends to problems of electronic registry for VUT. It deals with the principal of electronic registry functioning, electronic signature and it compares offer of the commercial registries. It goes in for the proposal and implementation of the electronic registry for VUT. Since the using of the e- registry on all public service Office was legalized the people can avoid long queues and the employees are avoided from the stress before dead lines. By the communication through the electronic registry is very important the electronical signature. It is almost a full-valued and lawful alternative to the physical signature. For its safety and utility this system employes asymmetric codes and hash algorithm. Presently in many states, where the electronical signature is legalized it is used together with standard X 509 which defines the format of certificates, organization and action of certification authorities. The certification autority ensures safe connection of the person and general key for using of the electronical signature.

Στη παρούσα διδακτορική διατριβή του κ. Χαράλαμπου Μιχαήλ με τίτλο «Βελτιστοποίηση Επαναπροσδιοριζόμενων Αρχιτεκτονικών για Απόδοση και Κατανάλωση Ενέργειας για Κρυπτογραφικές Εφαρμογές και Εφαρμογές Κυριαρχούμενες από Δεδομένα» προτείνονται, αναπτύσσονται και μελετώνται αποδοτικές τεχνικές βελτιστοποίησης της απόδοσης ή/και της κατανάλωσης ενέργειας για κρυπτογραφικές εφαρμογές καθώς και εφαρμογές κυριαρχούμενες από δεδομένα που υλοποιούνται σε ενσωματωμένες πλατφόρμες ειδικού σκοπού. Συνολικά, οι προτεινόμενες τεχνικές μελετήθηκαν για τις διάφορες παραμέτρους που έχουν και συνολικά οδήγησαν στην διαμόρφωση της προτεινόμενης γενικής μεθοδολογίας βελτιστοποίησης των κρυπτογραφικών και λοιπών εφαρμογών κυριαρχούμενων από δεδομένα. Τα θεωρούμενα συστήματα στοχεύουν σε αριθμητικά απαιτητικές εφαρμογές και προέκυψαν εντυπωσιακές βελτιστοποιήσεις ειδικά δε στην απόδοση συγκεκριμένων κρυπτογραφικών εφαρμογών όπως οι συναρτήσεις κατακερματισμού και ανάμειξης (hash functions) και κατά συνέπεια και των αντίστοιχων κρυπτογραφιών μηχανισμών στους οποίους αυτές χρησιμοποιούνται. Πρωταρχικός σχεδιαστικός στόχος είναι η αύξηση της ρυθμαπόδοσης σχεδιάζοντας κρυπτογραφικές εφαρμογές για διακομιστές υπηρεσιών ή γενικότερα εφαρμογές κυριαρχούμενες από δεδομένα. Λαμβάνοντας επίσης υπόψη το γεγονός ότι η κρυπτογραφία αποτελεί σήμερα –πιο πολύ παρά ποτέ- ένα αναγκαίο και αναντικατάστατο συστατικό της ανάπτυξης ηλεκτρονικών υπηρεσιών μέσω διαδικτύου και της εν τέλει μετάβασης της ανθρωπότητας στο νέο οικονομικό μοντέλο της «ηλεκτρονικής οικονομίας» είναι προφανής η σημασία της προτεινόμενης μεθοδολογίας και των αντίστοιχων σχεδιασμών που προκύπτουν. Η ολοκλήρωση των κρυπτογραφικών συστημάτων ασφαλείας σε υλικό είναι σχεδόν αναγκαία για τα ενσωματωμένα συστήματα κρυπτογράφησης. Τα πλεονεκτήματα που έχουμε είναι η υψηλή απόδοση, η μειωμένη κατανάλωση ισχύος με μειονέκτημα το κόστος της ολοκλήρωσης σε υλικό. Νέες τεχνολογίες όπως FPGAs (Field-Programmable Gate Array), επιτρέπουν την πιο εύκολη ολοκλήρωση του αλγορίθμου και την ανανέωση - αντικατάστασή του από νεώτερους-βελτιωμένους. Ήδη τα τελευταίας γενιάς FPGAs τείνουν να έχουν τις ιδιότητες των ASICs (Application-Specific Integrated Circuit) -μειωμένη κατανάλωση ισχύος, υψηλή απόδοση, και ρύθμιση της λειτουργικότητας ανάλογα την εφαρμογή. Ένα άλλο πλεονέκτημα των υλοποιήσεων σε υλικό είναι πως από την φύση τους είναι λιγότερο ευαίσθητο σε επιθέσεις κρυπτανάλυσης ενώ μπορούν ευκολότερα να ενσωματώσουν πολιτικές αντιμετώπισης κρυπταναλυτικών τεχνικών . Ερευνητική Συνεισφορά Ανάπτυξη και μελέτη τεχνικών βελτιστοποίησης που οδηγούν σε σχέδια με πολύ υψηλή ρυθμαπόδοση και περιορισμένο κόστος σε επιφάνεια ολοκλήρωσης για κρυπτογραφικές και υπολογιστικά απαιτητικές εφαρμογές Αναπτύσσονται και αναλύονται όλες οι επιμέρους τεχνικές που αξιολογήθηκαν κατά την εκπόνηση της εν λόγω διδακτορικής διατριβής και χρησιμοποιούνται για την βελτιστοποίηση των σχεδίων σε υλικό. Μελετώνται οι παράμετροι εφαρμογής ανάλογα με την υφή της κάθε τεχνικής και τα τιθέμενα σχεδιαστικά κριτήρια, τα οποία εξαρτώνται από τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των σχεδίων σε υλικό καθώς και από τις εν γένει προδιαγραφές τους ανάλογα με τον εκάστοτε σχεδιαστικό στόχο. Ανάπτυξη και μελέτη «πάνω-προς-τα-κάτω» μεθοδολογίας βελτιστοποίησης των σχεδίων που οδηγούν σε πολύ υψηλή ρυθμαπόδοση και περιορισμένο κόστος σε επιφάνεια ολοκλήρωσης για κρυπτογραφικές και υπολογιστικά απαιτητικές εφαρμογές Αναπτύσσεται ολοκληρωμένη και δομημένη συνολική μεθοδολογία βελτιστοποίησης σχεδίων, με βάση τις επιμέρους τεχνικές που παρουσιάστηκαν και αναλύθηκαν, που οδηγεί σε γενική μεθοδολογία η οποία είναι εφαρμόσιμη σε όλες σχεδόν τις συναρτήσεις κατακερματισμού για τις οποίες καταφέρνει να παράγει σχέδια υψηλής απόδοσης με περιορισμένο κόστος σε επιφάνεια ολοκλήρωσης. Ταυτόχρονα, αναλύονται τα θεωρητικώς αναμενόμενα οφέλη από την κάθε επιμέρους τεχνική βελτιστοποίησης καθώς και από την συνολική εφαρμογή της μεθοδολογίας βελτιστοποίησης του σχεδιασμού σε υλικό ανάλογα με την επιλεχθείσα τιμή των παραμέτρων της κάθε εφαρμοζόμενης τεχνικής. Ανάπτυξη σχεδίων σε υλικό πολύ υψηλής βελτιστοποίησης για τις συναρτήσεις κατακερματισμού SHA-1 και SHA-256 Παρουσιάζεται η διαδικασία βελτιστοποίησης του σχεδιασμού σε υλικό των δυο πιο σημαντικών συναρτήσεων κατακερματισμού αναφέροντας σε κάθε περίπτωση τα επιμέρους κέρδη, καθώς και την συνολική βελτίωση που επιτεύχθηκε με την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Οι δύο συναρτήσεις είναι οι SHA-1 (η πιο δημοφιλής συνάρτηση κατακερματισμού στις σημερινές εφαρμογές) και SHA-256 (που αναμένεται να χρησιμοποιηθεί ευρύτατα στο μέλλον παρέχοντας υψηλότερο επίπεδο ασφάλειας). Υλοποιήσεις σε συγκεκριμένες επαναπροσδιοριζόμενες αρχιτεκτονικές συγκρίνονται με αντίστοιχες που έχουν προταθεί ερευνητικά ή είναι εμπορικά διαθέσιμες, αποδεικνύωντας την υπεροχή των προτεινόμενων σχεδίων. Έτσι προκύπτουν σχέδια πολύ υψηλής ρυθμαπόδοσης (τουλάχιστον 160% βελτιωμένοι σε σχέση με συμβατικές υλοποιήσεις) με περιορισμένο κόστος σε επιφάνεια ολοκλήρωσης (λιγότερο από 10% σε επίπεδο συνολικού κρυπτογραφικού συστήματος στην χειρότερη περίπτωση σε σχέση με συμβατικές υλοποιήσεις), βελτιστοποιώντας τον σχεδιαστικό παράγοντα «απόδοση x επιφάνεια ολοκλήρωσης» σε σχέση με άλλες εμπορικές ή ακαδημαϊκές υλοποιήσεις. / In this Ph.D dissertation, certain design techniques and methodologies, for various hardware platforms, aiming to boost performance of cryptographic modules and data intensive applications are presented. This way we manage to obtain hardware designs with extremely high throughput performing much better that anyone else that has been previously proposed either by academia or industry. Taking in consideration the rapid evolution of e-commerce and the need to secure all kind of electronic transactions, it is obvious that there is a great need to achieve much higher throughputs for certain cryptographic primitives. Especially in IPv6, HMAC etc it is crucial to design hash functions that achieve the highest degree of throughput since hashing is the limiting factor in such security schemes. The proposed methodology achieves to tackle this problem achieving to offer design solutions for hashing cores that can increase their throughput up to 160%. The proposed methodology is generally applicable to all kind of hash functions and this is a main characteristic of its importance. The proposed techniques and methodologies go far beyond from just unrolling the rounds of the algorithm and/or using extended pipelining techniques. It offers an analysis on these techniques while at the same time proposes some new, which all together form a holistic methodology for designing high-throughput hardware implementations for hash functions or other data intensive applications. These designs that can achieve high throughput rates are appropriate for high-end applications that are not constrained in power consumption and chip covered area. The main contributions of this PhD thesis involve: Developing and study of certain optimizing techniques for increasing throughput in cryptographic primitives and data intensive applications Certain design techniques that can take part in a generic methodology for improving hardware performance characteristics are proposed and studied. This study has been conducted in terms of each technique’s parameters and certain design criteria are mentioned in order to choose their values. These design criteria depend on the intended hardware characteristics, specifications and available hardware resources for the cryptographic primitive or data intensive application. Developing and study of top-down methodology for increasing throughput in cryptographic primitives and data intensive applications Techniques that were previously proposed and analyzed are merged in order to form propose a top-down methodology able to boost performance of cryptographic primitives and data intensive applications. Design parameters are studied in order to propose various design options with the default one being achieving the highest degree of throughput maintaining the best throughput/area ratio. The proposed methodology can significantly increase throughput of hardware designs leading theoretically even to 160% increase of throughput with less than 10% cost in integration area for the whole cryptographic system. Highly optimized hardware designs for the two main hash functions: SHA-1 and SHA-256 with high-throughput properties. In this contribution high throughput designs and implementations are proposed concerning the two most widely used hash functions SHA-1 and SHA-256. SHA-1 is currently the most widely deployed hashing function whereas SHA-256 has started to phase out SHA-1 due to security issues that have recently been reported. These two designs also serve as case studies for the application of the proposed methodology aiming to increase throughput in cryptographic modules and data intensive applications. Our implementation does not only increases throughput by a large degree, but it also utilizes limited area resources thus offering an advantageous "throughput x area" product in comparison with other hashing cores implementations, proposed either by academia or industry. The proposed design achieves maximum throughput over 4.7 Gbps for SHA-1 and over 4.4 Gbps for SHA-256 in Xilinx Virtex II platform with minor area penalty comparing to conventional implementations. These synthesis results are only slightly decreased after the place-and-route procedure

Οι κρυπτογραφικές συναρτήσεις κατακερματισμού αποτελούν στις μέρες μας ένα από τα δημοφιλέστερα συστατικά των κρυπτογραφικών συστημάτων, λόγω των ιδιαίτερων ιδιοτήτων τους. Λαμβάνοντας υπόψη τη συνεχή αύξηση του όγκου δεδομένων και των ταχυτήτων επικοινωνίας, η χρήση μιας συνάρτησης κατακερματισμού με χαμηλή ρυθμοαπόδοση μπορεί να επιβραδύνει το συνολικό ψηφιακό τηλεπικοινωνιακό σύστημα. Ο σχεδιασμός ενός δεδομένου αλγορίθμου κατακερματισμού ώστε να έχει τη βέλτιστη ρυθμοαπόδοση αποτελεί ζήτημα μεγάλης σημασίας. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία παρουσιάζεται μια μεθοδολογία σχεδιασμού με στόχο τη βέλτιστη ρυθμοαπόδοση κρυπτογραφικών αλγορίθμων που βασίζονται σε συγκεκριμένη επαναληπτική μορφή. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε ένα λογισμικό, που συνδυάζει δύο τεχνικές, τον επαναχρονισμό και την ξεδίπλωση, παράγοντας το βέλτιστο σχεδιαστικό αποτέλεσμα. Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε δύο δημοφιλείς συναρτήσεις κατακερματισμού, τις SHA-1 και SHA-256. Οι μετασχηματισμένοι αλγόριθμοι συνθέθηκαν και υλοποιήθηκαν σε FPGA, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. / Nowadays, cryptographic hash functions are one of the most popular primitive components in the cryptographic systems, due to their key features. Considering that data sizes and communication speeds are increasing every year, the use of a hash algorithm with low throughput can be a bottle neck in the digital communication system. Designing a given hash algorithm to be throughput optimum is a critical issue. In this diploma thesis a design methodology is presented which oprimizes the throughput of cryptographic hash functions that rely on a specific iterative structure. For this purpose, a software was designed combining two techniques, retiming and unfolding, that generates the optimal throughput design. The methodology was applied to two popular hash algorithms, SHA-1 and SHA-256. The transformed algorithms were synthesized and implemented in a FPGA device, confirming its effectiveness.

This degree project deals with license management for EBITool. It´s about providing protection and monitoring for a Java Application via a license server, and the construction of it. An analysis that discusses the approach and other possible courses of action is also included. Additionally, it covers a discussion of a prototype implementation of the model solution from the analysis. The prototype is a Java EE application that deploys to JBoss AS7. It´s developed using the JBoss Developer Studio 5.0.0, an Eclipse IDE with JBoss Tools preinstalled. It exposes web services to Java Applications through SOAP via JAX-WS. Using Hibernate, the web service Enterprise Java Beans get access to a PostgreSQL 9.1 database via entity classes mapped to the database through the Java Persistence API.

<p>Detta examensarbete reder ut arbetsprinciperna för olika typer av hårddiskskrivskydd; hårdvaruskrivskydd, mjukvaruskrivskydd, hybridskrivskydd och bygelskrivskydd. Slutsatsen av utredningen är att endast hårdvaruskrivskydd Detta examensarbete reder ut arbetsprinciperna för olika typer av hårddiskskrivskydd; hårdvaruskrivskydd, mjukvaruskrivskydd, hybridskrivskydd och bygelskrivskydd. Slutsatsen av utredningen är att endast hårdvaruskrivskydd bedöms ha tillräckligt pålitliga skyddsprinciper, vilket motiveras av dess oberoende från både hårdvara och operativsystem. </p><p>Vidare undersöks hårdvaruskrivskyddet Image MASSter(TM) Drive Lock från Intelligent Computer Solutions (ICS). Några egentliga slutsatser gick inte dra av kretskonstruktionen, bortsett från att den är uppbyggd kring en FPGA (Xilinx Spartan-II, XC2S15) med tillhörande PROM (XC17S15APC). </p><p>En egenutvecklad idé till autenticieringsmetod för hårddiskkloner föreslås som ett tillägg till arbetet. Principen bygger på att komplettera hårddiskklonen med unik information om hårddisk såväl kloningsomständigheter, vilka sammanflätas genom XOR-operation av komponenternas hashsummor.Autenticieringsmetoden kan vid sjösättning möjligen öka rättsäkerheten för både utredarna och den som står misstänkt vid en brottsutredning. </p><p>Arbetet är till stora delar utfört vid och på uppdrag av Statens kriminaltekniska laboratorium (SKL) i Linköping.</p>