امن سازي سامانه هاي رمزنگار در مقابل حملات مبتني بر زنجيره ي پويش

دكتري

يكي از روش هاي طراحي آزمون پذير در تراشه ها و سامانه هاي ديجيتال، بكارگيري زنجيره ي پويش است كه علاوه بر تسهيل آزمون، جهت به روز رساني آن نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. زنجيره ي پويش عليرغم ويژگي هاي كارآمدي كه در فرآيند آزمون، نظير كاهش زمان و هزينه و افزايش دقت آن دارد، مي تواند در يك فرآيند نسبتاً پيچيده به منظور استخراج اطلاعات محرمانه ي تراشه ي رمزنگار مورد استفاده قرار گيرد. در اين رساله با هدف بهبود امنيت تراشه ها و سامانه هاي رمزنگاري در مقابل حملات مبتني بر زنجيره ي پويش، ابتدا مزايا و معايب روش هاي پيشين براي مقابله با اين حملات را مورد ارزيابي قرار مي دهيم؛ و سپس با رفع معايب آن روش ها، اقدام به مقاوم سازي تراشه هاي رمزنگار در مقابل حملات مبتني بر زنجيره ي پويش خواهيم كرد. به همين منظور با ارائه ي يك مدل آسيب پذيري، ابتدا نقاط حساس و آسيب پذير تراشه هاي رمزنگاري را به كمك يك پارامتر آسيب پذيري شناسايي مي كنيم. اين پارامتر بر اساس مقادير آسيب پذيري ورودي ها و احتمال ايجاد تغيير در خروجي، براي خروجي هر گيت محاسبه مي گردد. نقاط آسيب پذير تراشه با بيشترين مقدار آسيب پذيري، در واقع نقاطي هستند كه بيشترين مشاركت را در پيروزي حمله ي مبتني بر زنجيره ي پويش خواهند داشت. پس از استخراج ليست نقاط آسيب پذير اوليه، در جهت كاهش سربارهاي مقاوم سازي و به كمك دو الگوريتم ارائه شده، نقاط آسيب پذير افزونه را شناسايي و حذف نموده و سپس امن سازي خلاقانه در سطح گيت، بر روي نقاط آسيب پذير استخراج شده ي نهايي انجام مي شود. امن سازي پيشنهادي با ممانعت از انتشار تغييرات بردارهاي حمله به زنجيره ي پويش و نيز ايجاد ابهام در مقادير و ساختار زنجيره ي پويش، مهاجم را گمراه و امنيت تراشه هاي رمزنگار را در مقابل حملات مبتني بر زنجيره ي پويش تضمين مي نمايد. مدل آسيب پذيري و روش امن سازي پيشنهادي بر روي نسخه هاي سنتز شده ي الگوريتم هاي رمزنگاري AES و DES اعمال و سپس حملات متعدد زنجيره ي پويش بر روي اين تراشه ها، انجام شده است. نتايج و همچنين تحليل احتمال پيروزي اين حملات نشاندهنده ي صحت عملكرد مدل و روش امن سازي پيشنهادي هستند. با مقايسه ي روش امن سازي پيشنهادي با ساير روش هاي پيشين مشاهده گرديد كه روش پيشنهادي، بالاترين ضريب امنيت را با كمترين سربار فضاي اشغالي و كمترين كاهش درصد پوشش خطاي آزمون ارائه مي نمايد.

195489

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر احمد پاطوقي

معماري سيستم‌هاي كامپيوتري

دكتر مهدي فاضلي