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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2008.tde-30092008-182545
Document
Author
Full name
Marcos Antonio Simplicio Junior
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Barreto, Paulo Sérgio Licciardi Messeder (President)
Carvalho, Tereza Cristina Melo de Brito
Terada, Routo
Title in Portuguese
Algoritmos criptográficos para redes de sensores.
Keywords in Portuguese
Criptografia
Redes de sensores
Segurança
Abstract in Portuguese
É crescente a necessidade de prover segurança às informações trocadas nos mais diversos tipos de redes. No entanto, redes amplamente dependentes de dispositivos com recursos limitados (como sensores, tokens e smart cards) apresentam um desafio importante: a reduzida disponibilidade de memória, capacidade de processamento e (principalmente) energia dos mesmos dificulta a utilização de alguns dos principais algoritmos criptográficos considerados seguros atualmente. É neste contexto que se insere o presente documento, que não apenas apresenta uma pesquisa envolvendo projeto e análise de algoritmos criptográficos, mas também descreve um novo algoritmo simétrico denominado CURUPIRA. Esta cifra de bloco baseia-se na metodologia conhecida como Estratégia de Trilha Larga e foi projetada especialmente para ambientes onde existe escassez de recursos. O CURUPIRA possui estrutura involutiva, o que significa que os processos de encriptação e decriptação diferem apenas na seqüência da geração de chaves, dispensando a necessidade de algoritmos distintos para cada uma destas operações. Além disto, são propostas duas formas diferentes para seu algoritmo de geração de chaves, cada qual mais focada em segurança ou em desempenho. Entretanto, ambas as formas caracterizam-se pela possibilidade de computação das sub-chaves de round no momento de sua utilização, em qualquer ordem, garantindo uma operação com reduzido uso de memória RAM.
Title in English
Cryptographic algorithms for sensor networks.
Keywords in English
Block ciphers
Constrained networks
Involutional ciphers
Sensor networks
Symmetric cryptography
Wide trail strategy
Abstract in English
The need for security is a great concern in any modern network. However, networks that are highly dependent of constrained devices (such as sensors, tokens and smart cards) impose a difficult challenge: their reduced availability of memory, processing power and (more importantly) energy hinders the deployment of many important cryptographic algorithms known to be secure. In this context, this document not only presents the research involving the design and analysis of cryptographic algorithms, but also proposes a new symmetric block cipher named CURUPIRA. The CURUPIRA follows the methodology known as theWide Trail Strategy and was specially developed having constrained platforms in mind. It displays an involutional structure, which means that the encryption and decryption processes differ only in the key schedule and, thus, there is no need to implement them separately. Also, two distinct scheduling algorithms are proposed, whose main focus are either on tight security or improved performance. In spite of this difference, both of them allow the keys to be computed on-the-fly, in any desired order, assuring a reduced consumption of RAM memory during their operation.
 
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This document is only for private use for research and teaching activities. Reproduction for commercial use is forbidden. This rights cover the whole data about this document as well as its contents. Any uses or copies of this document in whole or in part must include the author's name.
Publishing Date
2008-10-07
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • BARRETO, P. S. L. M., e SIMPLÍCIO JR., Marcos A. Curupira, a block cipher for constrained platforms. In Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos - SBRC'2007, Belém (PA), 2007. Anais do 25º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos., 2007.
  • SIMPLÍCIO JR., Marcos A., et al. The CURUPIRA-2 Block Cipher for Constrained Platforms: Specification and Benchmarking. In European Symposium on Research in Computer Security -- ESORICS'2008, Málaga, 2008. Proceedings of the 13th European Symposium on Research in Computer Security (ESORICS'2008) and the 8th International Workshop on Privacy in Location-Based Applications (PiLBA'2008)., 2008.
  • MARGI, C. B., et al. Seguranca em Redes de Sensores sem Fio. In Altair Santin, Raul Ceretta Nunes, e Ricardo Dahab. Minicursos: SBSEG 2009 / IX Simpósio Brasileiro de Segurança da Informação e de Sistemas Computacionais. Organizador. Porto Alegre (RS) : Sociedade Brasileira de Computação (SBC), 2009{Volume}. cap. 1, p. 149-194.http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-30092008-182545/
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