Segurança em Sistemas Embarcados Críticos – Utilização de Criptografia para Comunicação Segura Daniel Fernando Pigatto Orientadora: Prof. Dra. Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco

Roteiro Sistemas Embarcados Críticos Segurança Criptografia INCT-SEC Proposta do Projeto

Sistemas Embarcados Críticos Sistemas ou dispositivos que executam funções dedicadas Responsáveis por uma função específica ou um conjunto restrito de funções específicas e co-relacionadas O mal funcionamento pode resultar em: Morte ou lesões graves a pessoas; Perdas ou danos a equipamentos; Danos ambientais.

Sistemas Embarcados Críticos Comunicação sem fio exige: Confiabilidade; Robustez; Segurança da informação; Disponibilidade dos canais de comunicação. Efetuar experimentos de falta de comunicação sem planejamento causa enormes prejuízos No caso de sistemas críticos, prejuízos incalculáveis (BREWER 2001)

Segurança Alvo de constantes investigações na computação Muitas vezes mal interpretada por projetistas como a adição de funcionalidades Segurança é tão importante quanto outras métricas de projeto (custo, desempenho, potência) Deve ser considerada como ponto fundamental do projeto

Segurança Soluções empregadas na computação empresarial e doméstica não satisfazem requisitos de aplicações embarcadas Muitos trabalhos encontrados não se prendem a detalhes de projeto (RAVI & RAGHUNATHAN, 2004)

Segurança Em sistemas embarcados, recursos de processamento podem ser facilmente extrapolados Conseqüências: falhas no envio de dados e no suporte a novas conexões Mudanças em tempo de projeto: Melhoramento da autonomia de bateria Desempenho normal com limitação de memória Sistemas seguros mesmo com possibilidade de ataques físicos ou lógicos (RAVI & RAGHUNATHAN, 2004)

Segurança Requisitos de segurança variam de acordo com o contexto abordado Requisitos mais freqüentes: User identification – validação de usuários Secure network access – autorização de acesso Secure communications – autenticação, confidencialidade, integridade de dados Secure storage – confidencialidade e integridade Content security – reforço na restrição de acesso Availability – disponibilidade 100% do tempo (KOCHER & HATTANGADY, 2004)

Criptografia O uso de comunicação sem fio: O uso de criptografia: Facilita que um usuário não autorizado tenha acesso a informações trafegadas O uso de criptografia: Garante que apenas usuários autorizados possam ter acesso a determinadas informações Dentre diversos tipos: Mecanismo Simétrico Mecanismo Assimétrico

Criptografia Mecanismo Simétrico Emissor e receptor utilizam a mesma chave

Criptografia Mecanismo Assimétrico Emissor utiliza uma chave pública Receptor utiliza uma chave privada

INCT-SEC Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados Críticos Missão: Elevar e agregar habilidades, competências e infra-estrutura necessárias para o desenvolvimento de sistemas embarcados críticos, com ênfase para veículos autônomos móveis.

INCT-SEC O Instituto se propõe a fomentar a pesquisa nas áreas de: Metodologias adequadas para o desenvolvimento de sistemas integrados de hardware/software; Algoritmos inteligentes e robótica; Engenharia de segurança e sistemas de comunicação sem fio; e Redes de sensores.

INCT-SEC Esquema das interações entre as diferentes áreas tecnológicas

Proposta de Projeto Deve auxiliar nos contextos de: Segurança por meio de algoritmos criptográficos; Obtenção de dados para avaliação de desempenho. Resultados obtidos com a avaliação de desempenho do ambiente e do impacto da implementação dos algoritmos criptográficos, permitirão também: Aprimorar estes elementos; e Incorporar resultados ao INCT-SEC.

Caracterização do Problema Necessidade de garantir a execução de tarefas em tempo real Uso de computadores dedicados Possibilidade de perdas de grandes quantias monetárias ou perdas humanas Motivos: mal funcionamento; e maior suscetibilidade a falhas.

Caracterização do Problema Comunicação sem fio Necessidade de garantir: Confidencialidade; Integridade; Autenticidade das informações trafegadas.

Objetivos Estudar e avaliar a utilização de criptografia para prover uma forma segura de comunicação em sistemas embarcados críticos Considerando o desempenho: Na utilização dos recursos computacionais: processador, memória etc. Em relação ao consumo de energia despendido.

Objetivos Obter expertise na área de segurança em Sistemas Embarcados Críticos Prover uma abordagem adequada; Prover uma distinção entre os algoritmos, tipos e tamanhos de chave mais apropriados para cada tipo de equipamento (veículo) abordado. Obtenção de principais conceitos e aspectos Possibilidade de elencar um mecanismo de autenticidade

Metodologia Revisão Bibliográfica e Investigação Determinação dos objetivos/problematização e proposta Prototipação evolutiva

Metodologia Implementação Análise e avaliação dos resultados Desenvolvimento do modelo real 4a. Experimentação real Análise e avaliação dos resultados Publicações

Metodologia Uso de diversos mecanismos para implementação de algoritmos criptográficos Comparar: Criptografia simétrica; Criptografia assimétrica. Averiguar: Tamanhos de chaves utilizados; e O fator de impacto causado pelas mesmas.

Metodologia Para implementar: Linguagem de programação C; Utilização de técnicas estatísticas para avaliar desempenho.

Cronograma Fases Período 2010 2011 2012 3 4 5 6 7 8 9 1 2 Cumprimento de créditos referente às disciplinas do mestrado Preparação para o exame de Proficiência em Inglês Análise crítica dos trabalhos relacionados Preparação para o Exame de Qualificação Estudo dos mecanismos de comunicação em sistemas embarcados críticos Implementação de Algoritmos Criptográficos para Comunicação em Sistemas Embarcados Críticos Elaboração de artigos científicos Redação da dissertação

Dúvidas?