Diplomová práce

Simulation-based fault-injection evaluation methodology for cryptolibraries.

Bc. Michal Masrna, učo 514084
Anotace

Táto práca predstavuje metodiku vyhodnocovania kryptografických knižníc proti fault injection (FI) útokom pomocou FI simulátora. Proces je aplikovaný na päť open-source implementácií protokolu Diffie-Hellman na eliptických krivkách, ktoré považujeme za najmodernejšie z hľadiska FI a side-channel analysis protiopatrení. Implementácie sú hodnotené proti modelu útočníka, ktorý predpokladá schopnosť preskočiť …více

Abstract

This thesis introduces a methodology for evaluating cryptographic libraries against fault-injection (FI) attacks using a FI simulator. The process is applied to five open-source implementations of Elliptic Curve Diffie-Hellman, which are considered state-of-the-art in terms of FI and side-channel analysis countermeasures. The implementations are assessed against an attacker model that assumes the capability …více

Zadání práce
Physical security threats appear at the chip level, where an attacker can measure or physically influence a cryptographic operation performed by the chip's circuit. The side-channel analysis exploits additional sources of information (called physical observations), including timing, power consumption, or electromagnetic emissions (EM), among others. Malicious data modifications can be caused by fault injection, which can be performed using optical, electromagnetic, power, and clock glitches. These attacks pose a serious threat to modern cryptographic implementations.

The goal of the thesis is to propose a methodology for assessing the resistance of cryptographic libraries against fault injection attacks. The assessment process will utilize an existing fault injection simulator to validate the library's behavior under fault conditions. The first task will be to review existing fault-injection simulators and select a suitable one (i.e., efficient and recently developed). Based on the literature review, a model of the attacker's capabilities will be established, against which the libraries will be evaluated. The proposed methodology will then be applied to at least three open-source libraries designed for embedded devices that implement the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key establishment protocol. The libraries shall be assessed against multiple common fault injection attacks, as discovered during the literature review. The presented results will clearly indicate which fault injection attacks the evaluated libraries are susceptible to. Lastly, the thesis will propose, implement, and validate countermeasures for at least one of the discovered vulnerabilities.

The tasks within the projects are divided into approximately 60% programming/prototyping and 40% literature study.
Práce zkontrolována:
17. 12. 2025 14:25, Lukasz Michal Chmielewski, PhD, učo 247858
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
30. 1. 2026
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

Lukasz Michal Chmielewski, PhD, učo 247858
KPSK FI MU

Oponent

RNDr. Vojtěch Suchánek, učo 451866
KPSK FI MU

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.