Apresentamos um novo esquema de acordo de chaves criptográficas hierárquico, não Interativo e seguro contra comprometimento de múltiplos nós. Esquemas para Acordo de chaves criptográficas (KAS - Key Agreement Scheme), são usados quando duas ou mais entidades desejam compartilhar uma chave secreta única, afim de para realizar uma comunicação segura por meio de um protocolo de criptografia simétrico. O acordo de chaves proposto possui as seguintes características: Não interativo: Chaves compartilhadas são calculadas sem interação dos nós participantes; Chaves Públicas sem certificados (Certificateless): Para o cálculo da chave compartilhada o nó utiliza sua chave secreta e a chave pública do destinatário, que é certificada pela identidade do destinatário; Hierárquico: Permite que seja utilizado um gerenciamento hierárquico, para concessão, revogação e distribuição de chaves; e Resistente: Permite segurança do sistema mesmo quando nós dentro da hierarquia são comprometidos em qualquer ordem e quantidade. Este trabalho é uma nova abordagem do artigo \"Strongly-Resilent and Non-Interactive Hierarchical Key-Agreement in MANETs\" onde substituímos o uso de sistemas baseados na identidade por sistemas sem certificado, eliminando a custódia de chaves em todos os níveis hierárquicos, aumentando a segurança do sistema quanto ao comprometimento de nós. É apresentado ainda uma discussão sobre a segurança do esquema proposto e de acordos de chaves não interativos. / This work presents a new resilient, hierarchical, non-interactive and certificateless key agreement scheme. Cryptographic key agreement schemes (KAS) are used when two or more entities want to share a secret key, in order to realize secure communication using a symmetric encryption protocol. The proposed key agreement has the following characteristics: Non-interactive: Any two nodes can compute a unique shared secret key without interaction; Certificateless: To compute the shared secret key, each node only needs its own secret key, the identity of its peer and his public key implicitly certified; Hierarchical: The scheme is decentralized through a hierarchy where all nodes in the hierarchy can derive the secret keys for each of its children without any limitations or prior knowledge on the number of such children or their identities; Resilient: The scheme is resilient against compromise of any number of nodes in the hierarchy. This work is a new approach about article ``Strongly-Resilient and Non-Interactive Hierarchical Key-Agreement in MANETs\" which replaces id based system for certificateless system, eliminating the key escrow on all levels, increasing system security against compromised nodes. It also presents a discussion on the security of the proposed scheme and non-interactive key agreement.

Apresentamos um novo esquema de acordo de chaves criptográficas hierárquico, não Interativo e seguro contra comprometimento de múltiplos nós. Esquemas para Acordo de chaves criptográficas (KAS - Key Agreement Scheme), são usados quando duas ou mais entidades desejam compartilhar uma chave secreta única, afim de para realizar uma comunicação segura por meio de um protocolo de criptografia simétrico. O acordo de chaves proposto possui as seguintes características: Não interativo: Chaves compartilhadas são calculadas sem interação dos nós participantes; Chaves Públicas sem certificados (Certificateless): Para o cálculo da chave compartilhada o nó utiliza sua chave secreta e a chave pública do destinatário, que é certificada pela identidade do destinatário; Hierárquico: Permite que seja utilizado um gerenciamento hierárquico, para concessão, revogação e distribuição de chaves; e Resistente: Permite segurança do sistema mesmo quando nós dentro da hierarquia são comprometidos em qualquer ordem e quantidade. Este trabalho é uma nova abordagem do artigo \"Strongly-Resilent and Non-Interactive Hierarchical Key-Agreement in MANETs\" onde substituímos o uso de sistemas baseados na identidade por sistemas sem certificado, eliminando a custódia de chaves em todos os níveis hierárquicos, aumentando a segurança do sistema quanto ao comprometimento de nós. É apresentado ainda uma discussão sobre a segurança do esquema proposto e de acordos de chaves não interativos. / This work presents a new resilient, hierarchical, non-interactive and certificateless key agreement scheme. Cryptographic key agreement schemes (KAS) are used when two or more entities want to share a secret key, in order to realize secure communication using a symmetric encryption protocol. The proposed key agreement has the following characteristics: Non-interactive: Any two nodes can compute a unique shared secret key without interaction; Certificateless: To compute the shared secret key, each node only needs its own secret key, the identity of its peer and his public key implicitly certified; Hierarchical: The scheme is decentralized through a hierarchy where all nodes in the hierarchy can derive the secret keys for each of its children without any limitations or prior knowledge on the number of such children or their identities; Resilient: The scheme is resilient against compromise of any number of nodes in the hierarchy. This work is a new approach about article ``Strongly-Resilient and Non-Interactive Hierarchical Key-Agreement in MANETs\" which replaces id based system for certificateless system, eliminating the key escrow on all levels, increasing system security against compromised nodes. It also presents a discussion on the security of the proposed scheme and non-interactive key agreement.

Sob o modelo de criptografia de chave pública baseada em identidades (ID-PKC), a própria identidade dos usuários é usada como chave pública, de modo a dispensar a necessidade de uma infra-estrutura de chaves públicas (ICP), na qual o gerenciamento de certificados digitais é complexo. Por outro lado, sistemas nesse modelo requerem uma entidade capaz de gerar chaves secretas. Essa entidade é conhecida por PKG (Private Key Generator); ela possui uma chave-mestra e mantém custódia das chaves secretas geradas a partir dessa chave-mestra. Naturalmente, a custódia de chaves é indesejável em muitas aplicações. O conceito de Criptografia de Chave Pública sem Certificado, ou Certificateless Public Key Cryptography (CL-PKC), foi proposto para que a custódia de chaves fosse eliminada, mantendo, porém, as características de interesse: a não necessidade de uma ICP e a eliminação de certificados digitais. CL-PKC deixa de ser um sistema baseado em identidades, pois é introduzida uma chave pública, gerada a partir de uma informação secreta do usuário. Nesta dissertação, apresentamos a construção de dois esquemas, um CL-PKE e um CL-PKS, baseados em emparelhamentos bilineares sobre curvas elípticas. Ambas propostas: (1) eliminam custódia de chaves; (2) dispensam certificados digitais; (3) são mais eficientes, sob certos aspectos, que esquemas anteriormente publicados; (4) e são seguros contra ataques adaptativos de texto cifrado escolhido (em CL-PKE) e contra ataques adaptativos de mensagem escolhida (em CL-PKS), sob o modelo de oráculos aleatórios. / Under the model of Identity Based Cryptography (ID-PKC), the public key can be the user's identity, therefore it does not require a Public Key Infrastructure (PKI) with its complex management of Digital Certificates. On the other hand, this system requires a Private Key Generator (PKG), a trusted authority who is in possession of a master key and can generate any of the private keys. In this way, PKG can exercise the so-called key escrow, which is undesirable in many applications. The concept of Certificateless Public Key Cryptography (CL-PKC) was proposed in order to remove the key escrow characteristic of IBC, while it does not require PKI neither Digital Certificates to certify the public keys. CL-PKC is no more an IBC because public keys are introduced, to bind the identities with its secret keys. In this thesis we construct two schemes, one CL-PKE and one CL-PKS, based on bilinear pairing functions which: (1) does not allow key escrow by the PKG; (2) does not require Digital Certificates; (3) is more efficient, in some aspects, than previously published CL-PKE and CL-PKS schemes; (4) and is secure in the sense that it is strong against adaptive chosen ciphertext attacks (in CL-PKE) and adaptive chosen message attacks (in CL-PKS), under Random Oracle Model.

Protocolos de autenticação e de estabelecimento de chaves são peças fundamentais em implementações de segurança para comunicação de dispositivos eletrônicos. Em aplicações que envolvam dispositivos com poder computacional restrito (tais como smartphones ou tablets) comunicando-se com um servidor, é primordial a escolha de protocolos eficientes e que necessitem de uma infraestrutura mais simples. Neste trabalho selecionamos e implementamos protocolos de acordo de chave seguros nos modelos de criptografia de chave pública baseado em identidade (ID-based) e sem certificado (Certificateless) em plataformas com processadores ARM. Comparamos tempos de execução, utilização de memória e uso do canal de comunicação. / Protocols for authentication and key establishment are fundamental parts in security implementations for electronic devices communication. In applications involving devices with limited computational power (such as smartphones and tablets) communicating with a server, the choice of efficient protocols that require a simpler infrastructure is essential. In this work we select and implement secure key agreement protocols in ID-based and Certificateless public key cryptography models on ARM processor platforms. We also compare running times, memory and network usage.

Sob o modelo de criptografia de chave pública baseada em identidades (ID-PKC), a própria identidade dos usuários é usada como chave pública, de modo a dispensar a necessidade de uma infra-estrutura de chaves públicas (ICP), na qual o gerenciamento de certificados digitais é complexo. Por outro lado, sistemas nesse modelo requerem uma entidade capaz de gerar chaves secretas. Essa entidade é conhecida por PKG (Private Key Generator); ela possui uma chave-mestra e mantém custódia das chaves secretas geradas a partir dessa chave-mestra. Naturalmente, a custódia de chaves é indesejável em muitas aplicações. O conceito de Criptografia de Chave Pública sem Certificado, ou Certificateless Public Key Cryptography (CL-PKC), foi proposto para que a custódia de chaves fosse eliminada, mantendo, porém, as características de interesse: a não necessidade de uma ICP e a eliminação de certificados digitais. CL-PKC deixa de ser um sistema baseado em identidades, pois é introduzida uma chave pública, gerada a partir de uma informação secreta do usuário. Nesta dissertação, apresentamos a construção de dois esquemas, um CL-PKE e um CL-PKS, baseados em emparelhamentos bilineares sobre curvas elípticas. Ambas propostas: (1) eliminam custódia de chaves; (2) dispensam certificados digitais; (3) são mais eficientes, sob certos aspectos, que esquemas anteriormente publicados; (4) e são seguros contra ataques adaptativos de texto cifrado escolhido (em CL-PKE) e contra ataques adaptativos de mensagem escolhida (em CL-PKS), sob o modelo de oráculos aleatórios. / Under the model of Identity Based Cryptography (ID-PKC), the public key can be the user's identity, therefore it does not require a Public Key Infrastructure (PKI) with its complex management of Digital Certificates. On the other hand, this system requires a Private Key Generator (PKG), a trusted authority who is in possession of a master key and can generate any of the private keys. In this way, PKG can exercise the so-called key escrow, which is undesirable in many applications. The concept of Certificateless Public Key Cryptography (CL-PKC) was proposed in order to remove the key escrow characteristic of IBC, while it does not require PKI neither Digital Certificates to certify the public keys. CL-PKC is no more an IBC because public keys are introduced, to bind the identities with its secret keys. In this thesis we construct two schemes, one CL-PKE and one CL-PKS, based on bilinear pairing functions which: (1) does not allow key escrow by the PKG; (2) does not require Digital Certificates; (3) is more efficient, in some aspects, than previously published CL-PKE and CL-PKS schemes; (4) and is secure in the sense that it is strong against adaptive chosen ciphertext attacks (in CL-PKE) and adaptive chosen message attacks (in CL-PKS), under Random Oracle Model.

Protocolos de autenticação e de estabelecimento de chaves são peças fundamentais em implementações de segurança para comunicação de dispositivos eletrônicos. Em aplicações que envolvam dispositivos com poder computacional restrito (tais como smartphones ou tablets) comunicando-se com um servidor, é primordial a escolha de protocolos eficientes e que necessitem de uma infraestrutura mais simples. Neste trabalho selecionamos e implementamos protocolos de acordo de chave seguros nos modelos de criptografia de chave pública baseado em identidade (ID-based) e sem certificado (Certificateless) em plataformas com processadores ARM. Comparamos tempos de execução, utilização de memória e uso do canal de comunicação. / Protocols for authentication and key establishment are fundamental parts in security implementations for electronic devices communication. In applications involving devices with limited computational power (such as smartphones and tablets) communicating with a server, the choice of efficient protocols that require a simpler infrastructure is essential. In this work we select and implement secure key agreement protocols in ID-based and Certificateless public key cryptography models on ARM processor platforms. We also compare running times, memory and network usage.