Κρυπτογραφικές επιθέσεις παράπλευρου καναλιού: Εφαρμογή σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων

Abstract

Η ραγδαία τεχνολογική πρόοδος έδωσε το έναυσμα για την παραγωγή αυτών των λύσεων όπου έχουν ως κύριο σκοπό την βελτίωση της ποιότητας ζωής του ανθρώπου. Ένα από τα τεχνολογικά επιτεύγματα τα οποία υλοποιήθηκαν είναι και οι ασύρματοι αισθητήρες. Οι αισθητήρες έχουν κάνει την εμφάνισή τους σε ένα τεράστιο πλαίσιο εφαρμογών. Το μικρό τους μέγεθος, το χαμηλό τους κόστος και η ανεξαρτησία που προσφέρουν αποτελούν τους κυριότερους παράγοντες που συνετέλεσαν για την προώθησή τους. Όπως και κάθε συσκευή η οποία ανταλλάσσει δεδομένα, έτσι και οι ασύρματοι αισθητήρες για την μετάδοση των δεδομένων τους χρησιμοποιούν κάποια κρυπτογραφική τεχνική για να κρυπτογραφήσουν τα δεδομένα τους. Ωστόσο υπάρχουν πολλές τεχνικές επίθεσης οι οποίες είναι σε θέση να αποκρυπτογραφήσουν το κρυπτογραφημένο κείμενο, αν υπάρχει κάποια ευπάθεια κατά τη σχεδίαση του κρυπτογραφικού αλγορίθμου. Μια από αυτές τις τεχνικές κάνει χρήση του ενεργειακού αποτυπώματος μιας κρυπτογραφικής συσκευής. Η τεχνική αυτή υπάγεται στην ευρύτερη κατηγορία των κρυπτογραφικών επιθέσεων παράπλευρου καναλιού, οι οποίες αποσκοπούν στην εύρεση του μυστικού κλειδιού κρυπτογράφησης όχι εκμεταλλευόμενες κάποιες μαθηματικές ιδιότητες άλλα μέσω παρατηρήσεων φυσικών μεγεθών που εκπέμπονται από την κρυπτογραφική συσκευή – όπως είναι η κατανάλωση ενέργειας. Αν και οι τεχνικές αυτές μπορούν να εφαρμοστούν σε οποιοδήποτε περιβάλλον, είναι πιο εύκολα εφαρμόσιμες σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι να παρουσιάσει και να αναδείξει όλα τα θέματα ασφάλειας που αφορούν τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αλλά και, ειδικότερα, να πραγματοποιήσει μια προσπάθεια ανάκτησης του μυστικού κλειδιού κάνοντας χρήση απλά των ενεργειακών αποτυπωμάτων μίας συσκευής. Καταδεικνύεται ότι για τη σχεδίαση ενός κρυπτογραφικού αλγορίθμου πρέπει να λαμβάνονται υπόψη και τέτοιου τύπου επιθέσεις – κάτι το οποίο δεν φαίνεται ότι συμβαίνει πάντοτε.