Transparent Memory Encryption and Authentication

Security features of modern (SoC) FPAGs permit to protect the confidentiality of hard- and software IP when the devices are powered off as well as to validate the authenticity of IP when being loaded at startup. However, these approaches are insufficient since attackers with physical access can also perform attacks during runtime, demanding for additional security measures. In particular, RAM used by modern (SoC) FPGAs is under threat since RAM stores software IP as well as all kinds of other sensitive information during runtime. To solve this issue, we present an open-source framework for building transparent RAM encryption and authentication pipelines, suitable for both FPGAs and ASICs. The framework supports various ciphers and modes of operation as shown by our comprehensive evaluation on a Xilinx Zynq-7020 SoC. For encryption, the ciphers Prince and AES are used in the ECB, CBC and XTS mode. Additionally, the authenticated encryption cipher Ascon is used both standalone and within a TEC tree. Our results show that the data processing of our encryption pipeline is highly efficient with up to 94% utilization of the read bandwidth that is provided by the FPGA interface. Moreover, the use of a cryptographically strong primitive like Ascon yields highly practical results with 54% bandwidth utilization

BAN-GZKP: Optimal Zero Knowledge Proof based Scheme for Wireless Body Area Networks

BANZKP is the best to date Zero Knowledge Proof (ZKP) based secure lightweight and energy efficient authentication scheme designed for Wireless Area Network (WBAN). It is vulnerable to several security attacks such as the replay attack, Distributed Denial-of-Service (DDoS) attacks at sink and redundancy information crack. However, BANZKP needs an end-to-end authentication which is not compliant with the human body postural mobility. We propose a new scheme BAN-GZKP. Our scheme improves both the security and postural mobility resilience of BANZKP. Moreover, BAN-GZKP uses only a three-phase authentication which is optimal in the class of ZKP protocols. To fix the security vulnerabilities of BANZKP, BAN-GZKP uses a novel random key allocation and a Hop-by-Hop authentication definition. We further prove the reliability of our scheme to various attacks including those to which BANZKP is vulnerable. Furthermore, via extensive simulations we prove that our scheme, BAN-GZKP, outperforms BANZKP in terms of reliability to human body postural mobility for various network parameters (end-to-end delay, number of packets exchanged in the network, number of transmissions). We compared both schemes using representative convergecast strategies with various transmission rates and human postural mobility. Finally, it is important to mention that BAN-GZKP has no additional cost compared to BANZKP in terms memory, computational complexity or energy consumption

Transparent code authentication at the processor level

The authors present a lightweight authentication mechanism that verifies the authenticity of code and thereby addresses the virus and malicious code problems at the hardware level eliminating the need for trusted extensions in the operating system. The technique proposed tightly integrates the authentication mechanism into the processor core. The authentication latency is hidden behind the memory access latency, thereby allowing seamless on-the-fly authentication of instructions. In addition, the proposed authentication method supports seamless encryption of code (and static data). Consequently, while providing the software users with assurance for authenticity of programs executing on their hardware, the proposed technique also protects the software manufacturers’ intellectual property through encryption. The performance analysis shows that, under mild assumptions, the presented technique introduces negligible overhead for even moderate cache sizes

Model for cryptography protection of confidential information

УДК 004.056 Борсуковський Ю.В., Борсуковська В.Ю. Модель криптографічного захисту конфіденційної інформації В даній статті проведено детальний аналіз вимог щодо формування моделі криптографічного захисту конфіденційної інформації. Розглянуто використання засобів криптографічного захисту інформації з метою реалізації організаційних та технічних заходів по запобіганню витокам конфіденційної інформації на об’єктах критичної інфраструктури. Сформульовані базові вимоги та рекомендації щодо структури та функціональних складових моделі захисту конфіденційної інформації. Формалізовані вимоги щодо створення, впровадження та експлуатації превентивних процедур управління багатоступінчатим захистом конфіденційної інформації. Наведено приклад використання моделі криптографічного захисту інформації для створення захищеної і прозорої в використанні бази аутентифікаційних даних користувача. Запропонована модель захисту дозволяє мати кілька ступенів програмного та апаратного захисту, що із однієї сторони спрощує їх використання при виконанні чинних політик безпеки і зменшує ймовірність дискредитації аутентифікаційних даних, а із іншої сторони підвищує ймовірність виявлення зловмисних дій третьої сторони за рахунок багатоступінчатої системи захисту. Враховано практичний досвід створення типових моделей захисту конфіденційної інформації для розробки, впровадження та управління сучасними політиками інформаційної безпеки щодо питань використання засобів криптографічного захисту конфіденційної інформації на підприємствах різних форми власності.UDC 004.056 Borsukovskyi Y., Borsukovska V. Model for Cryptography Protection of Confidential Information Current article provides the detailed analysis of requirements for creation of model for cryptography protection of confidential information. Article defines the use of information cryptography protection tools in order to ensure the application of organizational and technical actions to prevent leakage of confidential information at critical infrastructure assets. It provides the basic requirements for the structure and functional elements of model for protection of confidential information. Formalize requirements on creation, implementation and exploitation of preventive procedure in management of multi-level protection of confidential information. The article includes example of use of model for cryptography protection of information for creation of secure and transparent in use the authenticating data base of user. The presented model of protection ensures to have a few levels of firewalls, that, on one hand, simplifies its use in execution of acting security policies and decrease the probability of discrediting of authenticating data, and, on other hand, increase the probability to detect the criminal actions of third party by means of multi-level protection system. It considers the practical experience in creation of standard models for protection of confidential information for development, implementation and management of modern policies on information security in part of use of cryptography protection tools for confidential information at enterprises of different forms of incorporation