Název:

Bezpečná zařízení

Zkratka:BZA
Ak.rok:2019/2020
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-MGR-2MBI-volitelný
IT-MGR-2MBS-povinně volitelný - skupina B
IT-MGR-2MGM-volitelný
IT-MGR-2MIN-povinně volitelný - skupina B
IT-MGR-2MIS2.povinně volitelný - skupina S
IT-MGR-2MMI-volitelný
IT-MGR-2MMM-volitelný
IT-MGR-2MPV-volitelný
IT-MGR-2MSK-volitelný
MITAINADE-volitelný
MITAINBIO-volitelný
MITAINCPS-volitelný
MITAINEMB-volitelný
MITAINGRI-volitelný
MITAINHPC-volitelný
MITAINIDE-povinný
MITAINISD-volitelný
MITAINISY-volitelný
MITAINMAL-volitelný
MITAINMAT-volitelný
MITAINNET-volitelný
MITAINSEC2.povinný
MITAINSEN-volitelný
MITAINSPE-volitelný
MITAINVER-volitelný
MITAINVIZ-volitelný
Vyučovací jazyk:čeština
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:3900013
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:51200029
Garant:Hanáček Petr, doc. Dr. Ing. (UITS)
Zástupce garanta:Malinka Kamil, Mgr., Ph.D. (UITS)
Přednášející:Hanáček Petr, doc. Dr. Ing. (UITS)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav inteligentních systémů FIT VUT v Brně
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSkupiny
StpřednáškavýukyE104 13:0015:501MIT 2MIT xx
 
Cíle předmětu:
  Předmět aplikuje znalosti z předmětů Kryptografie a Bezpečnost informačních systémů (nejsou pro předmět nutnou prerekvizitou) v konkrétní oblasti. Rozšiřuje znalosti studentů směrem k implementaci bezpečných a kryptografických zařízení. Cílem je naučit studenty myslet z pohledu případného útočníka na IS. Naučit studenty hledat a analyzovat postranní kanály (neúmyslné zdroje informací) je jedním z hlavních cílů předmětu.
Anotace:
  Hlavním cílem úvodní části předmětu je přehled existujících bezpečných technických zařízení a jejich použití. Dále plynule přejdeme do problematiky postranních kanálů. Na základě teze, že realizace zařízení bez postranních kanálů je cílem, kterého nelze nikdy dosáhnout projdeme jejich význam a možnosti hodnocení nebezpečnosti. Další část předmětu se věnuje dvěma významným typům útoků na postranní kanály: Časové a výkonové analýze. Časová analýza je použitelná nejen na bezpečné moduly, ale i na programové implementace např. bezpečnostních protokolů. Nejjednoduššími bezpečnými zařízeními jsou čipové karty, u kterých projdeme základy návrhu, elektrických vlastností, komunikačních protokolů a celkové bezpečnosti. Výkonová a chybová analýza jsou velmi účinnými útoky na čipové karty a budeme se tedy věnovat jak teoretickému popisu, tak i výsledkům, kterých lze dosáhnout. Ochrana zařízení před využitím postranních kanálů a speciálně program TEMPEST tvoří další část výkladu. Poslední logická část kursu se věnuje technickým bezpečnostním modulům (HSM): Evoluce, hlavní aplikace, definice API a útoky na API. Jak navrhovat API, ukázky chyb.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu:
  Teoretické a praktické znalosti návrhu bezpečných IS založeném na bezpečných zařízeních. Schopnost použít bezpečná zařízení (od čipových karet, až po technické bezpečnostní moduly), rozeznat slabá místa. Schopnost myslet z hlediska útočníka a aplikovat tento pohled při návrhu IS. Teoretické a praktické znalosti základních kategorií existujících útoků.
Dovednosti, znalosti a kompetence obecné:
  Studenti se naučí nahlížet na informační systém z hlediska útočníka. Naučí se identifikovat problematická místa větších informačních systémů.
Proč je předmět vyučován:
  
Předmět je zásadní pro všechny inženýry pracující v oblastech informatiky. Poskytuje základní teoretické a praktické znalosti v oblasti bezpečnosti informačních systémů a kryptografie v hardwarových zařízeních.
Osnova přednášek:
 
  • Úvod do bezpečných technických ("hardwarových") zařízení popisující přehledně jejich vývoj, architektury a použití. Generátory náhodných čísel (HW + SW). 
  • Čipové karty - budou nejprve probrány z hlediska návrhu, elektrických vlastností a komunikačních protokolů. Dále pak z hlediska jejich bezpečnosti a bezpečnosti API.
  • Postranní kanály - jejich význam z hlediska implementací, hodnocení jejich nebezpečnosti a možný návrh klasifikace.
  • Časová analýza od jejího počátku v roce 1996 až po poslední implementace a provedené útoky, včetně detailního popisu a definice podmínek nutných pro její úspěšné nasazení.
  • Výkonová a chybová analýza jako zástupce útoků na postranní kanály dostupné u čipových karet.
  • Bezpečnost IoT.
  • Půlsemestrální písemka.
  • Nearchitekturní útoky - Spectre, Meltdown, zneužití cache, prediktorů apod.
  • Studentské prezentace na vybraná témata.
  • LFSR.
  • Ochrana zařízení před využitím postranních kanálů, možné přístupy, principy, vliv na funkčnost zařízení.
  • Reverzní inženýrství - techniky, nástroje, příklady.
  • Technické bezpečnostní moduly (HSM) a jejich evoluce, a hlavní aplikace včetně ukázek praktického použití a návrhu protokolů s jejich využitím.
Literatura referenční:
 
  • Cetin Kaya Koc: Cryptographic Engineering, Springer Publishing Company, 2008, ISBN: 0387718168 9780387718163
  • Menezes, A.J., van Oorschot, P., Vanstone, S.: Handbook of Applied Cryptography, CRC Press Series on Discrete Mathematics and Its Applications, Hardcover, 816 pages, CRC Press, 1997.
  • Bond, M. K.: Understanding Security APIs, PhD. thesis, Cambridge 2004.
  • Rankl, W., Effing, W.: Smart Card Handbook, John Wiley and Sons, pp. 1120, 3rd edition, 2004.
Literatura studijní:
 
  • Cetin Kaya Koc: Cryptographic Engineering, Springer Publishing Company, 2008, ISBN: 0387718168 9780387718163
  • Menezes, A.J., van Oorschot, P., Vanstone, S.: Handbook of Applied Cryptography, CRC Press Series on Discrete Mathematics and Its Applications, Hardcover, 816 pages, CRC Press, 1997, dostupné na http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/
  • Debdeep Mukhopadhyay, Rajat Subhra Chakraborty: Hardware Security: Design, Threats, and Safeguards, Chapman and Hall/CRC, 2014, ISBN 9781439895832
Průběžná kontrola studia:
  Kontrola studia je prováděna půlsemestrální zkouškou, vypracováním průběžných projektů a závěrečnou zkouškou. 
 

Vaše IPv4 adresa: 34.229.126.29