Σκοπός του μαθήματος είναι παρουσίαση του αντικειμένου της Ασφάλειας Υλικού. Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στο αντικείμενο του μαθήματος και παρουσιάζονται παραδείγματα επιθέσεων καθώς και υλοποιήσεις οι οποίες είναι ευάλωτες. Παρουσιάζονται αναλυτικά υλοποιήσεις κρυπτογραφικών αλγορίθμων και επιθέσεις υλικού οι οποίες είναι σε θέση να εξάγουν πληροφορίες από αυτούς. Αναλύονται επιθέσεις εισαγωγής σφαλμάτων καθώς και επιθέσεις πλευρικού καναλιού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται μεθοδολογίες υλοποίησης αντιμέτρων για την προστασία των αλγορίθμων από επιθέσεις υλικού. Γίνεται εισαγωγή στις Φυσικές μη Κλωνοποιήσιμες Συναρτήσεις (PUF) και στα Trojans Υλικού.

Μέσω της παρουσίασης διάφορων επιθέσεων και ευάλωτων υλοποιήσεων, οι φοιτητές θα μπορούν:

• να περιγράψουν και αναλύσουν κρυπτογραφικούς αλγόριθμους και επιθέσεις υλικού (επιθέσεις εισαγωγής σφαλμάτων, επιθέσεις πλευρικού καναλιού) με τις οποίες θα μπορούν να εξάγουν πληροφορίες από αυτούς,
• να χρησιμοποιούν μεθοδολογίες υλοποιήσεις αντιμέτρων για τη προστασία των αλγόριθμων από επιθέσεις υλικού,
• να υλοποιούν αξιολογήσεις ασφάλειας υλικού και να σχεδιάζουν αντίμετρα για την προστασία ασφαλών υλοποιήσεων.

Ως αποτέλεσμα της επιτυχούς παρακολούθησης του μαθήματος, οι φοιτητές και φοιτήτριες θα έχουν εξοικειωθεί και αποκτήσει δεξιότητες στη χρήση αντίστοιχων τεχνολογιών.

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Αυτόνομη εργασία

Σύντομη περιγραφή

• Εισαγωγή στην ασφάλεια υλικού
• Ασφαλή ενσωματωμένα συστήματα (MCU/FPGA)
• Υλοποίηση του Advanced Encryption Standard (AES) σε FPGA και MCU
• Επιθέσεις εισαγωγής σφαλμάτων (Fault Injection Attacks)
• ∆υσλειτουργίες τροφοδοσίας και ∆υσλειτουργίες ρολογιού
• Επιθέσεις πλευρικού καναλιού (Side Channel Attacks)
• Ανάλυση κατανάλωσης και Ανάλυση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
• Αντίμετρα επιθέσεων υλικού (Hardware Attack Countermeasures)
• Πλεονασμός υλικού και χρονικός πλεονασμός για ανίχνευση σφαλμάτων
• Κώδικες ανίχνευσης σφαλμάτων
• Αντίμετρα απόκρυψης διαρροών πλευρικού καναλιού
• Φυσικές μη κλωνοποιήσιμες συναρτήσεις σε FPGA (Physically Unclonable Functions)
• Trojans υλικού (Hardware Trojans)

Το μάθημα αξιολογείται με γραπτή τελική εξέταση τρίωρης διάρκειας, και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η ακριβής διαδικασία αξιολόγησης ανακοινώνεται στους φοιτητές και αναρτάται στο eclass στην αρχή του εξαμήνου.

1. B. Swarup, and M.Tehranipoor, Hardware security: a hands-on learning approach, Morgan Kaufmann, 2018
2. Sakiyama, Kazuo, Yu Sasaki, and Yang Li, Security of block ciphers: from algorithm design to hardware implementation, John Wiley and Sons, 2016

https://eclass.uop.gr/modules/auth/opencourses.php?fc=294