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https://hdl.handle.net/10216/132868| Author(s): | Dany José Correia Teixeira |
| Title: | Improving Safety of an Automotive AES-GCM Core and its Impact on Side-Channel Protection |
| Issue Date: | 2020-07-23 |
| Abstract: | The increase in electronic components and the corresponding increment in the data flow among electronic systems in automotive applications made security one of the main concerns in this sector. The use of IP cores that implement the Advanced Encryption Standard (AES) was seen as a solution to this problem, preventing improper access to vehicle data, through its encryption. The AES algorithm does not currently have any effective vulnerability, but the same does not happen with its implementations, which are subject to side-channel attacks, where information that results from the operation of these implementations is exploited in an attempt to discover the encrypted data. The application of IP cores in the automotive sector requires that the implementations comply with the ISO-26262 standard in order to ensure that their operation does not compromise the vehicle's safety. This compliment implies changes in the core architecture that can influence the characteristics of operation that are normally exploited in attacks. Thus, the development of safety and security components in the automotive sector, which are still considered as independent processes, may be related because safety improvements may cause changes in the system's vulnerability to attacks that can compromise its security. This work aims to develop an architecture capable of reaching the metrics for the highest level of safety certification (ASIL-D), based on an existing architecture, and compare the two architectures in terms of vulnerability to side-channel attacks that exploit their dynamic power consumption. The results show that for the ASIL-D architecture, the identification of points of interest and relevant data on the power consumption traces is more evident, which suggests greater effectiveness of the attacks performed in this architecture. |
| Description: | O incremento do número de componentes eletrónicos e o correspondente aumento do fluxo de dados no setor automóvel levou a uma preocupação crescente com a garantia de segurança dos sistemas eletrónicos, especialmente em sistemas críticos cuja violação seja passível de colocar em causa a integridade do sistema e a segurança das pessoas. A utilização de sistemas que implementam o Advanced Encryption Standard (AES) foi vista como uma solução para este problema, impedindo o acesso indevido aos dados dos veículos, através da sua encriptação. O algoritmo AES não possui atualmente nenhuma vulnerabilidade efetiva, mas o mesmo não acontece com as suas implementações, as quais estão sujeitas a ataques ditos side-channel, onde informações que resultam da operação destas implementações são exploradas na tentativa de descobrir os dados encriptados. A aplicação de núcleos IP no setor automóvel requer que as suas implementações cumpram a norma ISO-26262 de forma a garantir que a sua operação não compromete a segurança do veículo e dos ocupantes. Este cumprimento implica alterações na arquitetura dos sistemas que podem influenciar as características de operação que são normalmente exploradas em ataques para obter informação que eventualmente permita ganhar conhecimento sobre os dados encriptados. Assim, o desenvolvimento das componentes de segurança, na perspetiva da segurança informática da informação e no que se refere à segurança de operação do veículo e dos seus ocupantes, que são ainda consideradas como componentes independentes, podem na verdade estar relacionadas, já que as melhorias introduzidas para incrementar a resiliência a falhas e consequentemente a integridade de operação dos sistemas, podem aumentar a fragilidade do sistema a ataques que comprometam a segurança informática dos dados. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma arquitetura capaz de atingir as métricas para o nível mais alto de certificação em segurança de acordo com a norma ISSO-26262 (certificação ASIL-D), a partir de uma arquitetura já existente, e comparar as duas arquiteturas em termos de vulnerabilidade a ataques ditos side-channel que exploram o seu consumo de potência dinâmica. Os resultados demonstram que para a arquitetura ASIL-D a identificação de pontos de interesse e de dados relevantes no consumo de potência é mais evidente, o que sugere existir uma maior vulnerabilidade da arquitetura desenvolvida a ataques informáticos desenvolvidos por esse processo. |
| Subject: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/tffy-na96 |
| TID identifier: | 202589498 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/132868 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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|---|---|---|---|---|
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