14803

14803

بهبود امنيت سامانه هاي رمزگذاري مبتني بر الگوريتم AES در مقابل حملات تحريف جريان برنامه

كارشناسي ارشد

معماري سيستم هاي كامپيوتري

شهريور ماه 1394

شهريور ماه 1394

دكتر احمد پاطوقي

كامپيوتر

چكيده با وجود اينكه استفاده از تراشه¬هاي COTS سبب صرفه¬جويي درهزينه و زمان عرضه مي¬گردد، اما همواره تشخيص و تصحيح اشكال در اين گونه سامانه¬ها، از مهم¬ترين چالش¬ها است. الگوريتم استاندارد پيشرفته رمزنگاري كه به عنوان استاندارد رمزنگاري متقارن براي انتقال داده¬هاي سري برگزيده شده است، از جمله الگوريتم¬هايي است كه قابليت پياده¬سازي در اين گونه تراشه¬ها را دارد. در حال حاضر اين الگوريتم در برابر حملات جست¬وجوي كامل كليد رمزنگاري مقاوم است اما آسيب¬پذيري پياده¬سازي سخت¬افزاري و نرم¬افزاري آن، در برابر حملات تزريق اشكال غير قابل انكار است. تزريق عمدي اشكال در روند طبيعي اجراي الگوريتم يا تحريف جريان برنامه، يكي از مؤثرترين روش¬هاي حمله است كه به وسيله آن، مهاجم مي¬تواند پاسخ نادرستي به خروجي ارسال كند و با كمي تلاش به كليد رمز دست ¬يابد. الگوريتم استاندارد رمزنگاري پيشرفته اخيراً مورد هجوم اين حملات واقع گرديده و كليد رمز آن برملا شده است. در اين پايان¬نامه، روشي براي بهبود محرمانگي داده درالگوريتم استاندارد رمزنگاري پيشرفته در مقابل حملات تحريف جريان برنامه ارايه شده است. در اين روش با كاربرد دستوراتي افزونه در سطح كد، روش-هاي مقابله¬اي در كد سطح بالاي الگوريتم استاندارد رمزنگاري پيشرفته ايجاد كرده¬ايم كه قدرت تشخيص بالايي در برابر رخداد اشكال دارند. اين دستورات افزونه پيش از زمان كامپايل به كد افزوده مي¬شوندو كشف اشكال در حين زمان اجرا صورت مي¬پذيرد.بدين ترتيب نيازي نيست تا براي كشف اشكال يك بارجريان برنامه در زمان كامپايل و بار ديگر در زمان اجرا بررسي و سپس مقايسه شود. به همين جهت مدت زمان كشف اشكال كاهش مي¬يابد.براي ارزيابي ميزان تشخيص اشكالروش محافظت پيشنهادي، به كمك برنامه visual c آدرس دستورات برنامه در حافظه را استخراج كرديم و توانستيم با تزريق تصادفي اشكال¬هاي گذرا بر روي ثبات شمارنده برنامه، جريان اجرايي الگوريتم را درهم شكنيم. براساس نتايجي كه به دست آمده روش محافظت پيشنهاديمي¬تواند83/82% درصد از اشكال¬هاي تزريق شده راتشخيصدهد. همچنين در مقايسه با روش¬هاي موجود، توانسته¬ايم ميزان سربار¬هاي حافظه، زمان و اندازه كد را به ميزان چشم¬گيري كاهش دهيم. واژه‌هاي كليدي:حملات اشكال، تزريق اشكال، تحريف جريان برنامه، تشخيص اشكال.