Orientadores: Ricardo Dahab, Cecilia M. F. Rubira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_AlexandreMelo_M.pdf: 4615433 bytes, checksum: 1f59d3aeaac553cc9ae0ba2f20b6c65d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: No limiar da sociedade da informação, cada computador pessoal, aparelho de televisão ou telefone celular contém, ou conterá muito em breve, software para comunicação em rede. Esse software deve garantir as propriedades de segurança (integridade, autenticação, sigilo e não repúdio) de uma grande variedade de atividades, tais como comércio eletrônico, correio eletrônico, acesso a bases de dados distribuídas, teleconferência, etc. A segurança de informações baseada em criptografia, antes conhecida apenas por um grupo pequeno de especialistas, hoje preocupa uma boa parcela da comunidade de software, quer na indústria, quer na academia. Por outro lado, software não é mais desenvolvido como há quatro décadas. Soluções monolíticas programadas artesanalmente para problemas específicos não são econômicas. A composição de componentes e a reutilização em larga escala são duas características que devem estar presentes nos softwares de segurança modernos. Esta dissertação combina técnicas de engenharia de software e segurança de informações. O resultado é um arcabouço de software que não somente oferece reutilização em larga escala de mecanismos da criptografia, mas (principalmente) captura o conjunto de cenários fundamentais de utilização das técnicas criptográficas. Atividades interdisciplinares às vezes exigem traduções de conceitos de urna disciplina para outra. Esta dissertação oferece uma abordagem inovadora para o tratamento dos mecanismos da criptografia: uma redefinição ou reescrita destes mecanismos como um conjunto fortemente coeso de padrões de projeto. Este conjunto de padrões auxiliará engenheiros de software inexperientes em segurança a identificar os serviços mais adequados às suas necessidades / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Ricardo Dahab / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T01:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sendin_IvandaSilva_M.pdf: 2088136 bytes, checksum: 1ca40560c5f99ce66467f8a173457084 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A cada dia que passa o computador tem uma participação maior na vida das pessoas. Formas tradicionais de interação estão sendo substituídas por suas equivalentes digitais, virtuais ou eletrônicas. Correio eletrônico, lojas virtuais, dinheiro digitai, entre outros, já fazem parte do cotidiano das pessoas. Estas novas formas de interação não podem conviver com as formas tradicionais de garantir segurança. Uma assinatura em uma carta, uma impressão digital em um documento, um lacre de cera em um envelope, um cofre de aço cheio de cédulas também terão que ser substituídos por seus equivalentes eletrônicos. A criptografia moderna tem resposta para a maioria destes desafios.As funções criptográficas tradicionais de ciframento foram projetadas com o objetivo de garantir privacidade dos dados, mas nem sempre são suficientes para garantir outros requisitos de segurança. Devido ao fato de serem simples, rápidas e facilmente implementadas, tanto em hardware como em software, as funções criptográficas de hashing são utilizadas para gerar representações compactas de cadeias de bits (chamadas de impressão digital, message digest, valor hash ou simplesmente hash) que serão tratadas como seus identificadores únicos pelos protocolos criptográficos. Os principais usos das funções de hashing estão nos protocolos que visam garantir integridade, autenticidade e não repúdio. Este texto tem como objetivo estudar as funções de hashing criptográficas apresentando conceitos teóricos, implementações, usos e questões relevantes quanto à sua segurança. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: Ricardo Dahab, Michel Abdalla / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T04:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magalhaes_KarinaMochettide_D.pdf: 1527439 bytes, checksum: bde8a4343d856fa31a8cd9e9f0b1d2b7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em um sistema de criptografia funcional, uma autoridade de posse de uma chave mestra pode gerar uma chave secreta que permite o cálculo de uma função sobre a mensagem nos dados criptografados. Assim, é possível calcular tal função no texto cifrado usando somente a chave secreta. Exemplos importantes de criptografia funcional são Criptografia Baseada em Identidades, Criptografia Baseada em Atributos, Criptografia com Produto Escalar, Criptografia Difusa Baseada em Identidades, Criptografia de Vector Oculto, Criptografia Baseada em Certificados, Criptografia com Pesquisa de Palavra-Chave e Criptografia Baseada em Identidades com Curinga. Esquemas de criptografia com predicados são uma especialização de esquemas de criptografia funcionais, em que a função utilizada não fornece informações sobre a mensagem, mas determina se a decriptação deve ou não funcionar corretamente. Criptografia baseada em reticulados é uma importante alternativa para os principais sistemas criptográficos utilizados atualmente, uma vez que elas são supostamente seguras contra algoritmos quânticos. O Algoritmo de Shor é capaz de resolver o Problema da Fatoração Inteira e o Problema do Logaritmo Discreto em tempo polinomial em um computador quântico, quebrando os sistemas criptográficos mais usados e importantes atualmente, como o RSA, o Diffie-Hellman e a Criptografia de Curvas Elípticas. Neste trabalho nos concentramos em esquemas de criptografia com predicados baseados em reticulados. Nós estudamos e descrevemos os principais sistemas baseados em reticulados encontrados na literatura, estendendo-os a versões hierárquicas e mostrando como o uso de um reticulado com estrutura ideal afeta a prova de segurança. Para cada esquema, uma prova formal de segurança é detalhada, as análises de complexidade e do tamanho das variáveis são mostradas e a escolha dos parâmetros garantindo o funcionamento correto da decriptação é dada / Abstract: In a functional encryption system, an authority holding a master secret key can generate a key that enables the computation of some function on the encrypted data. Then, using the secret key the decryptor can compute the function from the ciphertext. Important examples of functional encryption are Identity-Based Encryption, Attribute-Based Encryption, Inner Product Encryption, Fuzzy Identity-Based Encryption, Hidden Vector Encryption, Certificate-Based Encryption, Public Key Encryption with Keyword Search and Identity-Based Encryption with Wildcards. Predicate encryption schemes are a specialization of functional encryption schemes, in which the function does not give information of the plaintext, but it determines whether the decryption should or should not work properly. Lattice-Based Cryptography is an important alternative to the main cryptographic systems used today, since they are conjectured to be secure against quantum algorithms. Shor's algorithm is capable of solving the Integer Factorization Problem and the Discrete Logarithm Problem in polynomial time on a quantum computer, breaking the most used and important cryptosystems such as RSA, Diffie-Hellman and Elliptic Curve Cryptography. In this work we focus on Lattice-Based Predicate Encryption. We study and describe the main lattice-based schemes found in the literature, extending them to hierarchical versions and showing how the use of ideal lattice affects their security proof. For each scheme, a formal proof of security is detailed, analyses of complexity and variable's size are shown and the parameter's choice ensuring that the decryption works correctly is given / Doutorado / Ciência da Computação / Doutora em Ciência da Computação

Reticulados têm sido aplicados de diferentes maneiras em criptografia. Inicialmente utilizados para a destruição de criptossistemas, eles foram posteriormente aplicados na construção de novos esquemas, incluindo criptossistemas assimétricos, esquemas de assinatura cega e os primeiros métodos para encriptação completamente homomórfica. Contudo, seu desempenho ainda é proibitivamente lenta em muitos casos. Neste trabalho, expandimos técnicas originalmente desenvolvidas para encriptação homomórfica, tornando-as mais genéricas e aplicando-as no esquema GGH-YK-M, um esquema de encriptação de chave pública, e no esquema LMSV, a única construção homomórfica que não sucumbiu a ataques de recuperação de chaves IND-CCA1 até o momento. Em nossos testes, reduzimos o tamanho das chaves do GGH-YK-M em uma ordem de complexidade, especificamente, de O(n2 lg n) para O(n lg n), onde n é um parâmetro público do esquema. A nova técnica também atinge processamento mais rápido em todas as operações envolvidas em um criptossistema assimétrico, isto é, geração de chaves, encriptação e decriptação. A melhora mais significativa é na geração de chaves, que se torna mais de 3 ordens de magnitude mais rápida que resultados anteriores, enquanto a encriptação se torna por volta de 2 ordens de magnitude mais rápida. Para decriptação, nossa implementação é dez vezes mais rápida que a literatura. Também mostramos que é possível aumentar a segurança do esquema LMSV contra os ataques quânticos de recuperação de chaves recentemente publicados pela agência britânica GCHQ. Isso é feito através da adoção de reticulados não-ciclotômicos baseados em anéis polinomiais irredutíveis quase-circulantes. Em nossa implementação, o desempenho da encriptação é virtualmente idêntico, e a decriptação torna-se ligeiramente inferior, um pequeno preço a se pagar pelo aumento de segurança. A geração de chaves, porém, é muito mais lenta, devido à necessidade de se utilizar um método mais genérico e caro. A existência de métodos dedicados altamente eficientes para a geração de chaves nesta variante mais segura do LMSV permanece como um problema em aberto. / Lattices have been applied in many different ways in cryptography. Firstly used for the destruction of cryptosystems, they were later applied in the construction of new schemes, including asymmetric cryptosystems, blind signature schemes and the first methods for fully homomorphic encryption. Nonetheless, performance is still prohibitively slow in many cases. In this work, we expand techniques originally devised for homomorphic encryption, making them more general and applying them to the GGH-YK-M cryptosystem, a lattice-based public-key cryptosystem, and to the LMSV scheme, the only known homomorphic scheme that has not succumbed to INDCCA1 key recovery attacks to this date. In our tests, we reduce public key bandwidth occupation of GGH-YK-M by an order of complexity, specifically, from O(n2 lg n) down to O(n lg n) bits, where n is a public parameter of the scheme. The new technique also attains faster processing in all operations involved in an asymmetric cryptosystem, that is, key generation, encryption, and decryption. The most significant improvement in performance is in key generation, which becomes more than 3 orders of magnitude faster than previous results, while encryption becomes about 2 orders of magnitude faster. For decryption, our implementation is ten times faster than the literature. We also show that it is possible to improve security of LMSV against the quantum key recovery attacks recently published by British GCHQ.We do so by adopting non-cyclotomic lattices based on nearly-circulant irreducible polynomial rings. In our implementation, performance of encryption remains virtually the same, and decryption becomes slightly worse, a small price to pay for the improved security. Key generation, however, is much slower, due to the fact that it is necessary to use a more generic and expensive method. The existence of highly effcient dedicated methods for key generation of this secure variant of LMSV remains as an open problem.

This work introduces a new encryption algorithm. The main motivation to the suggested algorithm is to attempt to open new ways and alternative visions that may be eventually integrated into well established cryptography algorithms being used today. When RSA, DES, and several other algorithms are compared, at least a common and central point can be identified; the majority of the known algorithms provides security based on the concept of one-way mathematical functions that are "easy" to be used but "hard" to be broken. The trust on this mathematical statement is fair enough for now; but in a mid-term future, as a foresight act, new technologies can indeed emerge and shake this belief. This work highlights the threat that the Quantum Computers can bring to the current cryptographic algorithms and it proposes a new encryption technique that might be used in conjunction with the current technology. The new algorithm is solely based on low processing power, efficient network communication and uncertainty of the discovery of information.

O crescimento das transações eletrônicas pela Internet fez aumentar as exigências do uso da certificação digital para garantir o nível de confiança necessário para cada negócio. Tendo isto em vista, o governo brasileiro estabeleceu a ICP-Brasil para definir regras sobre o uso dos certificados digitais nas aplicações da web. A Autoridade Certificadora Raiz da ICP-Brasil representa uma entidade crítica que necessita ter processos de segurança envolvidos em suas operações, principalmente mecanismos relacionados à proteção da chave privada de assinatura. Essa pesquisa trata a definição de uma arquitetura lógica completa para uma Autoridade Certificadora (AC), abordando o Ambiente de Assinatura de Certificados, ponto central deste trabalho, e o Ambiente de Gerenciamento de Certificados. Os requisitos de segurança considerados nesta especificação foram os mesmos definidos para a AC-Raiz da ICP-Brasil. Também foi desenvolvido um sistema de gerenciamento de chaves criptográficas cujo principal objetivo é proteger a chave privada de assinatura de uma AC, utilizando o conceito de defesa em profundidade. O software criptográfico foi desenvolvido de acordo com a arquitetura proposta e é representado por dois diferentes sistemas: aplicação da AC-Raiz e a aplicação do HSM. O primeiro é responsável pelas requisições de assinatura de hash, e o segundo que possui dois modos de operação, é responsável por assinar valores de hash (modo de assinatura), e pela inicialização da estrutura de chaves do HSM (modo de geração de chaves). O sistema completo pode ser anexado a outras aplicações para alcançar os objetivos de uma AC específica. A abordagem deste trabalho refere-se ao gerenciamento de insumos considerados críticos sob o ponto de vista da tecnologia da informação. Portanto, embora sejam utilizados recursos computacionais para alcançar os objetivos propostos, o foco é o gerenciamento lógico de informações sensíveis representadas pelas chaves criptográficas da AC.

Reticulados têm sido aplicados de diferentes maneiras em criptografia. Inicialmente utilizados para a destruição de criptossistemas, eles foram posteriormente aplicados na construção de novos esquemas, incluindo criptossistemas assimétricos, esquemas de assinatura cega e os primeiros métodos para encriptação completamente homomórfica. Contudo, seu desempenho ainda é proibitivamente lenta em muitos casos. Neste trabalho, expandimos técnicas originalmente desenvolvidas para encriptação homomórfica, tornando-as mais genéricas e aplicando-as no esquema GGH-YK-M, um esquema de encriptação de chave pública, e no esquema LMSV, a única construção homomórfica que não sucumbiu a ataques de recuperação de chaves IND-CCA1 até o momento. Em nossos testes, reduzimos o tamanho das chaves do GGH-YK-M em uma ordem de complexidade, especificamente, de O(n2 lg n) para O(n lg n), onde n é um parâmetro público do esquema. A nova técnica também atinge processamento mais rápido em todas as operações envolvidas em um criptossistema assimétrico, isto é, geração de chaves, encriptação e decriptação. A melhora mais significativa é na geração de chaves, que se torna mais de 3 ordens de magnitude mais rápida que resultados anteriores, enquanto a encriptação se torna por volta de 2 ordens de magnitude mais rápida. Para decriptação, nossa implementação é dez vezes mais rápida que a literatura. Também mostramos que é possível aumentar a segurança do esquema LMSV contra os ataques quânticos de recuperação de chaves recentemente publicados pela agência britânica GCHQ. Isso é feito através da adoção de reticulados não-ciclotômicos baseados em anéis polinomiais irredutíveis quase-circulantes. Em nossa implementação, o desempenho da encriptação é virtualmente idêntico, e a decriptação torna-se ligeiramente inferior, um pequeno preço a se pagar pelo aumento de segurança. A geração de chaves, porém, é muito mais lenta, devido à necessidade de se utilizar um método mais genérico e caro. A existência de métodos dedicados altamente eficientes para a geração de chaves nesta variante mais segura do LMSV permanece como um problema em aberto. / Lattices have been applied in many different ways in cryptography. Firstly used for the destruction of cryptosystems, they were later applied in the construction of new schemes, including asymmetric cryptosystems, blind signature schemes and the first methods for fully homomorphic encryption. Nonetheless, performance is still prohibitively slow in many cases. In this work, we expand techniques originally devised for homomorphic encryption, making them more general and applying them to the GGH-YK-M cryptosystem, a lattice-based public-key cryptosystem, and to the LMSV scheme, the only known homomorphic scheme that has not succumbed to INDCCA1 key recovery attacks to this date. In our tests, we reduce public key bandwidth occupation of GGH-YK-M by an order of complexity, specifically, from O(n2 lg n) down to O(n lg n) bits, where n is a public parameter of the scheme. The new technique also attains faster processing in all operations involved in an asymmetric cryptosystem, that is, key generation, encryption, and decryption. The most significant improvement in performance is in key generation, which becomes more than 3 orders of magnitude faster than previous results, while encryption becomes about 2 orders of magnitude faster. For decryption, our implementation is ten times faster than the literature. We also show that it is possible to improve security of LMSV against the quantum key recovery attacks recently published by British GCHQ.We do so by adopting non-cyclotomic lattices based on nearly-circulant irreducible polynomial rings. In our implementation, performance of encryption remains virtually the same, and decryption becomes slightly worse, a small price to pay for the improved security. Key generation, however, is much slower, due to the fact that it is necessary to use a more generic and expensive method. The existence of highly effcient dedicated methods for key generation of this secure variant of LMSV remains as an open problem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193028.pdf: 2682887 bytes, checksum: 7341600ed85a85f4ea2fdbefa9bd6f2b (MD5) / Este trabalho propõe vários protocolos criptográficos para o envio de mensagens anônimas com a possibilidade da revelação da identidade do emissor num determinado período de tempo no futuro. Todos os protocolos são analisados em relação a uma lista de requisitos de segurança que os mesmos devem atender. Finalmente foi desenvolvido um sistema para a denúncia anônima segura na Web.

Orientador: Ricardo Dahab / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_RafaelDantasde_M.pdf: 1379597 bytes, checksum: 3b065d6b67c5440dc00b0e4663d170d3 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nesta tese é apresentada uma visão do campo de Assinaturas de Chave Pública sem Certificados (CL-PKC), resultado final de pesquisa empreendida durante o mestrado do autor na Universidade Estadual de Campinas. A abordagem aqui contida tem como principal base a Segurança Demonstrável; analisamos os modelos de segurança de CL-PKC, os esquemas já propostos na literatura, e suas demonstrações de segurança. Contribuímos também alguns novos resultados para a área, especificamente: o estudo da aplicabilidade do Lema da Bifurcação 'a esquemas de CL-PKC (§ 4.3.3); o algumas pequenas otimizações a esquemas seguros (§ 4.4.1); o demonstração de segurança para um esquema cuja segurança ainda era um problema em aberto (§ 4.4.2); o explicação de falhas em demonstrações de segurança de alguns esquemas (§ 4.4.4, § 4.4.5, § 4.4.7); o um ataque desconhecido a um esquema anteriormente suposto seguro (§ 4.4.4); o proposta de um modelo de segurança para agregação de assinaturas no modelo CLPKC (§ 5.4); o proposta de um novo esquema de assinaturas CL-PKC que permite agregação, assim como sua prova de segurança (§ 5.2) / Abstract: In this thesis is presented a broad view of the field of Certificateless Public Key Signatures (CL-PKC), final result of the research undertaken by the author during his masters at the Campinas State University. Our approach is strongly based on the ideas behind Provable Security; we analyze the security models for CL-PKC, all schemes available in the literature, and their security proofs. We also contribute a few novel results, namely: o applicability of the Forking Lemma in the CL-PKC paradigm (§ 4.3.3); o small optimizations to secure schemes (§ 4.4.1); o security proof for a scheme whose security was an open problem (§ 4.4.2); o investigation of the problems in the security proofs of a few schemes (§ 4.4.4, § 4.4.5, § 4.4.7); o an attack on a scheme previously thought to be secure (§ 4.4.4); o proposal of a security model for aggregation of signatures in the CL-PKC paradigm (§ 5.4); o proposal of a new scheme for Certificateless Signatures that allows aggregation, along with its security proof (§ 5.2) / Mestrado / Sistemas de Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:59:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_DouglasDelgadode_M.pdf: 7468816 bytes, checksum: aba803ba35bfdb89aa8428cc3b6862d3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho, introduzimos um protocolo para a distribuição quântica de chaves (QKD) que faz uso de três estados comprimidos da luz: dois estados de bit, utilizados para a transmissão de informação, e um estado de Isca, utilizado para a detecção de espionagem. Seu desenvolvimento teve como base o protocolo de P. Horak (H04) para estados comprimidos, que por sua vez consiste de uma generalização do protocolo de R. Namiki e T. Hirano (NH03) para estados coerentes. Analisamos sua segurança considerando dois tipos de ataques: ataque por medida simultânea das quadraturas e ataque por troca do canal por canal superior. Para esta análise utilizamos uma descrição em termos da função de Wigner, obtendo a partir dela distribuições de probabilidade conjuntas e marginais. Da distribuição para os estados de Isca definimos uma Medida da Espionagem M, e discutimos sua utilidade para o cálculo da taxa de informação vazada para Eva em cada ataque. Por fim, para o ataque por troca do canal, analisamos o efeito da introdução de um limiar de pós-seleção sobre as informações de Bob e Eva, demonstrando que maiores distâncias de transmissão (menores transmissividades) podem ser suportadas pelo protocolo com o aumento deste parâmetro, ao custo de menores taxas de aceitação de bits / Abstract: In this work, we introduce a new protocol for Quantum Key Distribution which makes use of three squeezed coherent states of light: two bit states, used for transmission of information, and a Decoy state, used for eavesdropping detection. Its development was based on the protocol for squeezed coherent states suggested by P. Horak [39], which in turn consists of a generalization of the protocol by R. Namiki and T. Hirano [38] for coherent states. We analyze its security by considering two kinds of attack: simultaneous quadrature measurement attack and superior channel attack. For this analysis we use a description in terms of the Wigner function, obtaining from it some joint and marginal probability distributions. From the distribution for the Decoy states we define an Eavesdropping Measure M, and discuss its usefulness in calculating the rate of information leaked to Eve in each attack. Finally, for the superior channel attack, we analyze the influence of a post-selection threshold over the Bob and Eve information, showing that, by raising this parameter, larger transmission distances (smaller transmittivities) can be handled by the protocol at the expense of lower bit acceptance rates / Mestrado / Física Geral / Mestre em Física