Esteganografia é uma técnica utilizada para ocultar uma informação secreta dentro de outro tipo de informação sem perda de qualidade da informação hospedeira e com o objetivo de extrair a informação posteriormente. Esteganografia reversível permite a exata restauração (sem perda) do sinal hospedeiro original após a extração da informação oculta. Várias ténicas reversíveis têm sido desenvolvidas, mas nenhuma delas parece ser apropriada para imagens binárias. Uma técnica de marca d\'água faz uso de técnicas esteganográficas para inserir informação em uma imagem hospedeira, com o intuito de fazer uma asserção sobre a imagem no futuro. Uma marca d\'água de autenticação (AWT) insere uma informação oculta na imagem com a intenção de detectar qualquer alteração acidental ou maliciosa na imagem. Uma AWT normalmente usa criptografia de chave secreta ou chave pública para computar a assinatura de autenticação da imagem, inserindo-a na própria imagem. JBIG2 é um padrão internacional para compressão de imagens binárias (com ou sem perda). Ele decompõe a imagem em várias regiões (texto, meio-tom e genérica) e codifica cada região usando o método mais apropriado. A criação de AWTs seguras para imagens binárias comprimidas é um importante problema prático. Porém, parece que nenhuma AWT para JBIG2 já foi proposta. Este trabalho propõe algumas técnicas esteganográficas para arquivos JBIG2. Então, estas técnicas são usadas para criar AWTs para imagens codificadas como JBIG2. As imagens marcadas são visualmente agradáveis, sem ruídos do tipo sal-e-pimenta. Este trabalho também propõe uma técnica esteganográfica reversível para imagens binárias. A técnica proposta seleciona um conjunto de pixels de baixa visibilidade e utiliza o algoritmo de Golomb para comprimir as previsões desses pixels. Então, a informação comprimida e a informação a ser oculta são inseridas na imagem. Imagens marcadas com a técnica proposta possuem excelente qualidade visual, pois apenas pixels de baixa visibilidade são modificados. Então, a técnica proposta é utilizada para autenticar imagens binárias e documentos de maneira reversível. / Data-hiding is a technique to hide secret information inside another group of information data, without loss of quality of the host information, and the means to extract the secret information afterwards. Reversible data-hiding enable the exact restoration (lossless) of the original host signal after extracting the embedded information. Several reversible data hiding techniques have been developed, but none of them seems to be appropriate for binary images. A watermarking technique makes use of data-hiding to insert some information into the host image, in order to make a posterior assertion about the image. An authentication watermarking technique (AWT) inserts hidden data into an image in order to detect any accidental or malicious alteration to the image. AWT normally makes use of secret- or publickey cryptographic ciphers to compute the authentication signature of the image, and inserts it into the image itself. JBIG2 is an international standard for compressing bilevel images in both lossy and lossless modes. JBIG2 decomposes the image into several regions (text, halftone and generic) and encodes each one using the most appropriate method. The creation of secure AWTs for compressed binary images is an important practical problem. However, it seems that no AWT for JBIG2 has ever been proposed. This work proposes some data-hiding techniques for JBIG2 files. Then, these techniques are used to design AWTs for JBIG2-encoded images. The resulting watermarked images are visually pleasant, without visible salt and pepper noise. This work also proposes a reversible data hiding technique for binary images. The proposed technique selects a set of low-visibility pixels and uses Golomb codes to compress the predictions of these pixels. Then, this compressed data and the net payload data are embedded into the image. Images watermarked by the proposed technique have excellent visual quality, because only low-visibility pixels are flipped. Then, the proposed data hiding is used to reversibly authenticate binary images and documents.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-04-01T14:03:45Z No. of bitstreams: 1 Pedro Ricardo Oliveira.pdf: 3516247 bytes, checksum: fe607fb7b2a6385ce7dccf6748ccdfe9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-01T14:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Ricardo Oliveira.pdf: 3516247 bytes, checksum: fe607fb7b2a6385ce7dccf6748ccdfe9 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Nenhuma / A utilização crescente de objetos de aprendizagem e, em consequência, de plataformas de conteúdos que realizam as funções de armazenagem, criação, modificação e consulta de forma gerenciada e controlada, cria a necessidade de um mecanismo de autorização e controle de acesso a estas plataformas. Inserido em uma plataforma de conteúdos específicos que suporta o ciclo de vida completo de objetos de aprendizagem, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver uma ferramenta que irá prover os serviços de autenticação e autorização (controle de acesso) de forma integrada e compatível com as tecnologias relacionadas a ontologias, web semântica e agentes inteligentes de software, que compõem o ambiente operacional da plataforma. O trabalho procura explorar o potencial destas tecnologias e ferramentas, e sua efetividade na especificação e detalhamento de um modelo e mecanismo de autorização e controle de acesso. A análise do estado da arte mostra que a aplicação das tecnologias de sistemas multiagente e ontologias nas questões de autorização e controle de acesso é uma tendência de pesquisa importante, mas muito recente. Assim o trabalho pretende contribuir com o avanço dessas pesquisas. Ao propor um modelo ontológico completo para autenticação e controle de acesso, além de um mecanismo baseado em agentes, federado e com comunicação segura que implementa este modelo, a presente dissertação explora possibilidades ainda não consideradas nessa nova abordagem, mas presentes em mecanismos mais tradicionais de autenticação e autorização. A avaliação do modelo proposto e do mecanismo implementado foi realizada através de experimentos funcionais e de desempenho realizados em laboratório, seguindo a prática de avaliação dos mecanismos atuais de autenticação e autorização. / The increase use of learning objects and content platforms that perform the functions of storage, creation, modification and query of these objects on a managed and controlled manner, creates the need for mechanisms to control the access to these platforms. Inserted into a specific content platform that supports the complete life-cycle of learning objects, the present work aims to develop a tool that will provide authentication and authorization (access control) services, integrated and compatible with the technologies already in use on platform. The work makes use of ontologies, semantic web and intelligent software agents technologies that comprise the operating environment of the platform, looking to exploit the potential of these technologies and tools, and its effectiveness in the specification and detailing models and mechanisms for authentication and access control. The analysis of the state of the art shows that the application of multi-agent systems and ontologies technologies on authorization and access control questions is an important, but very recent, research trend. Thus, this work aims to contribute to the advancement of such research. This dissertation proposes an complete ontological model for authentication and access control plus an agent-based, federated and secure communication mechanism that implements this model. As a result, this dissertation explores possibilities not yet considered in this new approach, but present in more traditional mechanismos of authentication and authorization. The evaluation of the proposed model and the implemented mechanism was conducted through functional and performance laboratory experiments, following the practice of evaluation of existing mechanisms for authentication and authorization.

A Computação Ciente de Contexto permite a obtenção e utilização de informações de contexto adquiridas de dispositivos computacionais no ambiente, com o objetivo de prover serviços; esta dinâmica aliada à evolução das redes de computadores vem provocando profundas modificações nos aspectos sociais e comportamentais das pessoas, uma vez que gradativamente têm necessidade de viverem imersas na tecnologia e integradas ao ambiente, com transparência e mobilidade, e de tal forma que as aplicações de software se adaptam ao comportamento das pessoas e nas informações de contexto capturadas do ambiente. Um dos desafios desta interação ser humano - ambiente - tecnologia - ubiqüidade é garantir a segurança. Como principal inovação e contribuição, esta tese propõe um mecanismo de autenticação contínua de usuários que faz uso de informações de contexto do ambiente, da análise do comportamento do usuário, da biometria facial, das teorias comportamentais de Skinner e da Confiança Matemática da Teoria das Evidências de Dempster-Shafer, para compor uma política de segurança adaptativa e um Sistema de Autenticação Contínua de Usuários Conhecidos - KUCAS (Known User Continuous Authentication System), que estabelece níveis de confiança para autenticar o usuário através da análise do comportamento dele em um ambiente ou domínio específico nas redes de computadores, num determinado período de tempo. A dinâmica de gerenciamento incluso nesse sistema compara o comportamento atual com o histórico de comportamentos anteriores do usuário e com as restrições de atribuição de confiança; caso haja indícios de mudanças no comportamento do usuário, aciona por meio de sensores, a Tecnologia de Reconhecimento Facial Tridimensional (3D), que captura a imagem da face do usuário, validando-a e armazenando-a nos bancos de dados de imagens; havendo incertezas e divergências, mecanismos de segurança e sinais de alerta são acionados. O Sistema KUCAS proposto possui uma infra-estrutura de um framework F-KUCAS, um Módulo de Segurança S-KUCAS e um Algoritmo de Autenticação A-KUCAS. / Context-aware Computing allows to obtain and use context informations acquired through devices in the environment, with the goal to provide services. This dynamics, allied to the computer networks evolution, has been provoking deep modifications in peoples social and behavior aspects, seeing that they have the necessity to live immersed in technology and integrated with the environment, with transparency and mobility, anywhere, anytime, so that the software applications adapt themselves to the persons behavior, based on the context information captured through the environment. One of the challenges of this human ? environment - technology ? ubiquity interaction is to provide security. As main innovation and contribution, this thesis presents an authentication mechanism of users which makes use of environmental context information, users behavior analysis, the face recognition technology, the behavior theories of Skinner and the Mathematical Confidence of the Theory of the Evidences of Dempster-Shafer, to compose an adaptative security policy and the Known User Continuous Authentication System (KUCAS) that establishes trust levels to authenticate the user by his behavior analysis in a specific domain of the computer networks, in a period of time. The dynamics of enclosed management in this system compares the current behavior with the users previous behaviors description and with the trust restrictions. In case of indications of changes in the users behavior, the 3D Technology Face Recognition is set in motion by sensors, which capture the image of the users face, validating it and storing it in the data bases of images. If there are uncertainties and divergences, mechanisms of security and signals of alert are set in motion. The KUCAS System has an infrastructure of one framework F-KUCAS, a Security Module S-KUCAS and an Algorithm of Authentication A-KUCAS.

Diversas aplicações de redes de sensores sem fio necessitam de serviços de segurança, como confidencialidade, integridade e autenticação de origem de dados. Contudo, dadas as limitações de processamento, memória e suprimento de energia dos dispositivos, os mecanismos de segurança tradicionais podem causar efeitos indesejáveis na rede, como atraso na comunicação e aumento no consumo de energia, impondo obstáculos para seu uso na tecnologia em questão. Muitas propostas de esquemas de segurança baseados em criptografia simétrica projetados especificamente para redes de sensores sem fio são encontradas na literatura. Contudo, essas soluções são focadas na segurança salto-a-salto. Tal abordagem é adequada para garantir a segurança dos enlaces deste tipo de rede, mas não garante a segurança na comunicação fim-a-fim. Neste trabalho são apresentados cenários e desafios de implementação de segurança neste tipo de rede, e a concepção, o projeto e a implementação de uma arquitetura de segurança para redes de sensores sem fio, que tem como objetivos: prover segurança na comunicação fim-a-fim; permitir a interoperabilidade entre diferentes sistemas; e possibilitar uma maior flexibilidade em relação à utilização de chaves criptográficas em diferentes cenários e topologias. Adicionalmente, a solução proposta suporta ativação e desativação de seus serviços em tempo de execução. O projeto da referida arquitetura, atuante na camada de aplicação da pilha de protocolos de rede, foi construído com base na análise das características de arquiteturas encontradas na literatura, bem como de estratégias adotadas por estas. Para a construção da implementação foram selecionados mecanismos e algoritmos criptográficos a partir da avaliação de desempenho que considerou assimétricas de uso de memória, tempo de execução e consumo de energia. Como resultados são apresentados a especificação da arquitetura, a avaliação qualitativa da mesma e a avaliação de desempenho da implementação desenvolvida como prova de conceito. Além disso, é apresentada uma análise do impacto de diferentes topologias e características de disposição na tarefa de distribuição de chaves criptográficas em redes de sensores sem fio. / Many wireless sensor networks applications need security services, such as confidentiality, data integrity and data source authentication. On the other hand, because of device limitations, security mechanisms may affect the network energy consumption and communication delay, which impose a great challenge for practical implementation of security mechanisms in such scenario. Many solutions based on symmetric cryptography were proposed for the specific challenges of wireless sensor networks. Nevertheless, they are focused on hop-by-hop security. Such approach is suited to provide link-layer security, but it cannot guarantee end-to-end security. This work presents scenarios and challenges to implement security in wireless sensor networks, and the conception, design and implementation of a security architecture, which aims to provide: security in end-to-end communication; interoperability between different systems, and enable greater flexibility in cryptographic keys distribution in different scenarios and topologies. Additionally, the proposed solution supports on-the-y adjustment of its security services. The architecture design, which targets the application layer of the network protocol stack, was based on the main properties of the architectures found in literature as well as adopted strategies. For the implementation, mechanisms and cryptographic algorithms were selected through the performance evaluation that considers memory usage, execution time and power consumption as metrics. The results were the architecture specification and its qualitative analysis, and the performance evaluation of the implementation developed as proof of concept. Furthermore, we present an analysis of topology and deployment impact on key distribution task.

Esteganografia é uma técnica utilizada para ocultar uma informação secreta dentro de outro tipo de informação sem perda de qualidade da informação hospedeira e com o objetivo de extrair a informação posteriormente. Esteganografia reversível permite a exata restauração (sem perda) do sinal hospedeiro original após a extração da informação oculta. Várias ténicas reversíveis têm sido desenvolvidas, mas nenhuma delas parece ser apropriada para imagens binárias. Uma técnica de marca d\'água faz uso de técnicas esteganográficas para inserir informação em uma imagem hospedeira, com o intuito de fazer uma asserção sobre a imagem no futuro. Uma marca d\'água de autenticação (AWT) insere uma informação oculta na imagem com a intenção de detectar qualquer alteração acidental ou maliciosa na imagem. Uma AWT normalmente usa criptografia de chave secreta ou chave pública para computar a assinatura de autenticação da imagem, inserindo-a na própria imagem. JBIG2 é um padrão internacional para compressão de imagens binárias (com ou sem perda). Ele decompõe a imagem em várias regiões (texto, meio-tom e genérica) e codifica cada região usando o método mais apropriado. A criação de AWTs seguras para imagens binárias comprimidas é um importante problema prático. Porém, parece que nenhuma AWT para JBIG2 já foi proposta. Este trabalho propõe algumas técnicas esteganográficas para arquivos JBIG2. Então, estas técnicas são usadas para criar AWTs para imagens codificadas como JBIG2. As imagens marcadas são visualmente agradáveis, sem ruídos do tipo sal-e-pimenta. Este trabalho também propõe uma técnica esteganográfica reversível para imagens binárias. A técnica proposta seleciona um conjunto de pixels de baixa visibilidade e utiliza o algoritmo de Golomb para comprimir as previsões desses pixels. Então, a informação comprimida e a informação a ser oculta são inseridas na imagem. Imagens marcadas com a técnica proposta possuem excelente qualidade visual, pois apenas pixels de baixa visibilidade são modificados. Então, a técnica proposta é utilizada para autenticar imagens binárias e documentos de maneira reversível. / Data-hiding is a technique to hide secret information inside another group of information data, without loss of quality of the host information, and the means to extract the secret information afterwards. Reversible data-hiding enable the exact restoration (lossless) of the original host signal after extracting the embedded information. Several reversible data hiding techniques have been developed, but none of them seems to be appropriate for binary images. A watermarking technique makes use of data-hiding to insert some information into the host image, in order to make a posterior assertion about the image. An authentication watermarking technique (AWT) inserts hidden data into an image in order to detect any accidental or malicious alteration to the image. AWT normally makes use of secret- or publickey cryptographic ciphers to compute the authentication signature of the image, and inserts it into the image itself. JBIG2 is an international standard for compressing bilevel images in both lossy and lossless modes. JBIG2 decomposes the image into several regions (text, halftone and generic) and encodes each one using the most appropriate method. The creation of secure AWTs for compressed binary images is an important practical problem. However, it seems that no AWT for JBIG2 has ever been proposed. This work proposes some data-hiding techniques for JBIG2 files. Then, these techniques are used to design AWTs for JBIG2-encoded images. The resulting watermarked images are visually pleasant, without visible salt and pepper noise. This work also proposes a reversible data hiding technique for binary images. The proposed technique selects a set of low-visibility pixels and uses Golomb codes to compress the predictions of these pixels. Then, this compressed data and the net payload data are embedded into the image. Images watermarked by the proposed technique have excellent visual quality, because only low-visibility pixels are flipped. Then, the proposed data hiding is used to reversibly authenticate binary images and documents.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-21T12:14:23Z No. of bitstreams: 1 Falkner de Arêa Leão Moraes.pdf: 2601896 bytes, checksum: 0fa8b49e3f279d911a70b4f78d9cbe08 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T12:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Falkner de Arêa Leão Moraes.pdf: 2601896 bytes, checksum: 0fa8b49e3f279d911a70b4f78d9cbe08 (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Lack of security is a constant concern in open distributed systems. Threats are present within environments insecure, uncertain and constantly changing. Due to this problem, many tools for evaluating vulnerabilities of the network as well as for their protection are being developed as techniques for encryption and software systems such as antivirus, firewall and IDS (Intrusion Detection System). Among these, there are IDS systems that are being conceived, designed and implemented, using techniques executed by agents. However, it is necessary to assure security and reliability of exchanged messages inside IDS. For this purpose, this paper proposes a security solution for IDS based on agents. The proposed solution provides a methodology and a secure mechanism for communication among agents, through information protection configuration mechanisms, authentication and authorization, key control and messages persistence using XML. The proposed solution is implemented as an extension to the IDS-NIDIA (Network Intrusion Detection System based on Intelligent Agents), whose architecture has an intelligent agent society that communicate in a cooperative way in a distributed environment. The implementation of the prototype and tests proposed in this work show the applicability of the proposed solution. / A falta de segurança é uma preocupação constante em sistemas distribuídos abertos. Ameaças estão presentes dentro de ambientes inseguros, incertos e que mudam constantemente. Devido a esses problemas, diversas ferramentas para avaliação de vulnerabilidades da rede, bem como para sua proteção, estão sendo desenvolvidas como técnicas de criptografia e softwares como antivírus, firewall e IDS (Intrusion Detection System). Dentre estas, destaca-se Sistemas IDS que estão crescentemente sendo concebidos, projetados e implementados, usando técnicas de segurança executadas por agentes. Entretanto, é necessário que a segurança e a confiabilidade das mensagens trocadas dentro de um sistema IDS sejam asseguradas. Para este fim, este trabalho propõe uma solução segura e confiável para IDS baseada em agentes. A solução propõe estabelecer um esquema de execução e comunicação segura dos agentes através de mecanismos de proteção de informações de configuração, autenticação e autorização, controle de chaves e persistência de mensagens do IDS, utilizando XML. A solução proposta é implementada como uma extensão do IDS-NIDIA (Network Intrusion Detection System based on Intelligent Agents), cuja arquitetura consiste em uma sociedade de agentes inteligentes que se comunicam de forma cooperativa em um ambiente distribuído. A implementação do protótipo e os testes apresentados neste trabalho demonstram a aplicabilidade da solução proposta.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-20T20:19:30Z No. of bitstreams: 1 JEAN CAMINHA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2006..pdf: 1518338 bytes, checksum: e7ba2faff350c19009f55c5eec73fc4a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEAN CAMINHA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2006..pdf: 1518338 bytes, checksum: e7ba2faff350c19009f55c5eec73fc4a (MD5) Previous issue date: 2006-12-22 / A identificação de objetos que participam de uma arquitetura de processamento de dados é uma preocupação relevante para a segurança das informações e fator decisivo para a utilização de serviços que utilizam dados sensíveis. Este trabalho propõe uma arquitetura para a autenticação de dispositivos móveis utilizando a Infra-estrutura de Chave Pública (PKI) e o Protocolo de Iniciação de Sessões (SIP) de modo a minimizar as limitações de armazenamento e processamento destes aparelhos. / The identification of objects that participates of architecture of data processing is a concern for information security and decisive factor for services that need manipulate sensible data. This work considers architecture for mobile devices authentication through in a Public Key Infrastructure and the Session Initiation Protocol (SIP) as a way to minimize storage and processing limitations of those devices.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-29T14:17:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Inael Rodrigues de Oliveira Neto - 2015.pdf: 3158226 bytes, checksum: 9d8ebb3f5b3305532b92d7e59da8184e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-01T11:48:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Inael Rodrigues de Oliveira Neto - 2015.pdf: 3158226 bytes, checksum: 9d8ebb3f5b3305532b92d7e59da8184e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-01T11:48:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Inael Rodrigues de Oliveira Neto - 2015.pdf: 3158226 bytes, checksum: 9d8ebb3f5b3305532b92d7e59da8184e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-10-14 / The Internet of Things (IoT) connects the Internet all kinds of “things” or “smart objects” such as devices, sensors, actuators, mobile phones, home appliances, cars and even furniture. IIoT is characterized by the ubiquity and dynamism of its environment and connected objects. Thus, the environment of the IoT is highly volatile and heterogeneous as it counts with the presence of different objects able to interact and to cooperate with each other over the Internet. While Smart Objects become more ubiquitous, there is growing uncertainty about the environment, which contributes to a greater appearance of security threats not foreseen in the design phase. This thesis presents a solution that aims to ensure flexibility by allowing the safety requirements to be changed at runtime by the user, systematically reflecting these changes to the security settings for objects connected to the IoT. Therefore, this work presents an architecture of middleware and implementation of an algorithm for assessment requirements and security reconfiguration as well as its evaluation. In addition, this work presents a domain-specific modeling language using models@runtime for specifying the user’s security requirements. About the contributions of this work, we can mention the proposed architecture of middleware, a requirements synthesis algorithm for reconfiguration of security at runtime, a security requirement modeling language, the application of models@runtime approach for reconfiguration of security and the construction of a metamodel for capturing application security aspects running on devices in the IoT. / A Internet das Coisas (IoT) conecta na Internet todo tipo de coisas ou objetos inteligentes, tais como dispositivos, sensores, atuadores, telefones celulares, eletrodomésticos, carros e até mesmo móveis. Ela caracteriza-se pela ubiquidade e dinamismo do seu ambiente e objetos conectados. Com isso, o ambiente da IoT é altamente volátil e heterogêneo, pois ele conta com a presença de diferentes objetos capazes de interagir e cooperar uns com os outros através da Internet. Ao passo que objetos inteligentes se tornam mais ubíquos, há uma crescente incerteza sobre o ambiente, o que contribui com um maior surgimento de ameaças de segurança não previstas na fase de projeto. Esta dissertação apresenta uma solução que objetiva garantir flexibilidade nos requisitos de segurança para serem alterados pelo usuário em tempo de execução e refletir sistematicamente sobre essas mudanças nas configurações de segurança em objetos conectados na IoT. Para isso, este trabalho apresenta uma arquitetura de middleware e a implementação de um algoritmo para avaliação de requisitos e reconfiguração da segurança. Além disso, este trabalho apresenta uma linguagem de modelagem de domínio específico usando models@ runtime para especificação dos requisitos de segurança do usuário. Entre as contribuições deste trabalho, podemos citar a proposta de arquitetura de middleware, um algoritmo de síntese de requisitos para reconfiguração da segurança em tempo de execução, a linguagem de modelagem de requisitos de segurança, a aplicação da abordagem de modelos em tempo de execução para reconfiguração da segurança e a construção de um metamodelo que captura de aspectos de segurança de aplicações executando em dispositivos na IoT.

Orientadores: Guido Costa Souza de Araújo, Mario Lúcio Côrtes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:47:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_MarceloFontes_M.pdf: 4262688 bytes, checksum: 3e2635e36cd3272eb4bd09c07b05bf63 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O resumo, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Prover segurança às informações trafegadas nos mais diversos tipos de redes é algo essencial. Entretanto, redes altamente dependentes de dispositivos com recursos limitados (como sensores, tokens e smart cards) apresentam um desafio importante: a reduzida disponibilidade de memória e energia destes dispositivos, bem como sua baixa capacidade de processamento, dificultam a utilização de diversos algoritmos criptográficos considerados seguros atualmente. Este é o caso não apenas de cifras simétricas, que proveem confidencialidade aos dados, mas também de MACs (Message Authentication Code, ou Código de Autenticação de Mensagem), que garantem sua integridade e autenticidade. De fato, algumas propostas recentes de cifras de bloco dedicadas a plataformas limitadas (e.g., o Curupira-2) proveem segurança e desempenho em um nível mais adequado a este tipo de cenário do que soluções tradicionais. Seguindo uma linha semelhante, o presente trabalho concentra-se no projeto e análise MACs leves e seguros voltados a cenários com recursos limitados, com foco especial em redes de sensores sem fio (RSSF). Marvin é o nome do algoritmo de MAC proposto neste trabalho. Marvin adota a estrutura Alred, que reutiliza porções de código de uma cifra de bloco subjacente e, assim, introduz um reduzido impacto em termos de ocupação de memória. Este algoritmo apresenta uma estrutura bastante flexível e é altamente paralelizável, permitindo diversas otimizações em função dos recursos disponíveis na plataforma alvo. Como vantagem adicional, Marvin pode ser usado tanto em cenários que necessitam apenas da autenticação de mensagens quanto em esquemas de AEAD (Authenticated- Encryption with Associated Data, ou Encriptação Autenticada com Dados Associados), que aliam encriptação e autenticação. O esquema de AEAD proposto neste trabalho, denominado LetterSoup, explora as características da estrutura do Mar vin e adota uma cifra de bloco operando no modo LFSRC (Linear Feedback Shift Register Counter, ou Contador-Registrador de Deslocamento Linear com Retroalimentação). Além da especificação de ambos os algoritmos, este documento apresenta uma análise detalhada da segurança e desempenho dos mesmos em alguns cenários representativos. / Security is an important concern in any modern network. However, networks that are highly dependent on constrained devices (such as sensors, tokens and smart cards) impose a difficult challenge: their reduced availability of memory, processing power and (specially) energy hinders the deployment of many modern cryptographic algorithms known to be secure. This inconvenience affects not only the deployment of symmetric ciphers, which provide data confidentiality, but also Message Authentication Codes (MACs), used to attest the messages integrity and authenticity. Due to the existence of dedicated block ciphers whose performance and security are adequate for use in resource-constrained scenarios (e.g., the Curupira-2), the focus of this document is on the design and analysis of message authentication algorithms. Our goal is to develop a secure and lightweight solution for deployment on resource constrained scenarios, with especial focus on Wireless Sensor Networks (WSNs). Marvin is the name of the MAC algorithm proposed in this document. Marvin adopts the Alred structure, allowing it to reuse parts of an underlying block cipher machinery; as a result, Marvins implementation builds on the ciphers efficiency and introduces little impact in terms of memory occupation. Moreover, this algorithm presents a flexible and highly parallelizable structure, allowing many implementation optimizations depending on the resources available on the target platform. Marvin can be used not only as an authentication-only function, but also in an Authenticated- Encryption with Associated Data (AEAD) scheme, combining authentication and encryption. In this document, we define a new AEAD proposal called LetterSoup, which is based on the LFSRC (Linear Feedback Shift Register Counter) mode of operation and builds on Marvin. Together with the specification of both algorithms, we provide a detailed security analysis and evaluate their performance in some representative scenarios.