Study and Design of a Reusable Embedded Hardware Architecture for Secure Wireless Communication (Studie en ontwerp van een herbruikbare ingebedde hardware architectuur voor veilige draadloze communicatie)

De opkomst van draadloze ingebedde toestellen en de toename van bijhorende toepassingen, plaatst ontwerpingenieurs voor de moeilijke taak om deveiligheid in deze nieuwe toepassingen te ondersteunen. Dit omvat het verbergen gevoelige gegevens van een gebruiker, de vrijwaring van zijn privacy en het authenticeren van communicerende partijen, evenals de gegevens die worden uitgewisseld. Het toepassen van deze beveiligingsmaatregelen in een ingebedde omgeving vereist een multidisciplinaire aanpak en dwingt ontwerpers vaak tot het maken van een afweging tussen, snelheid, geheugengebruik, energie, kosten, enz., welke niet alleen worden beïnvloed door de veiligheidsmaatregelen zelf, maar ook door de applicatie en decommunicatie.

In dit doctoraat hebben we een ingebed testplatform ontworpen, dat ontwikkelaars toe laat om snel tot een proof-of-conceptapplicatie te komen, deze te evalueren, en op basis daarvan gefundeerdekeuzes te maken over hoe men het beste de benodigde beveiligingsmaatregelen kan implementeren. Als aanvulling op dit platform hebben we een hardware-accelerator ontworpen voor het versnellen van de modulaire exponentiaties die nodig zijn voor verschillende publieke-sleutel beveiligingsprotocollen. Om het aantal mogelijke toepassingen en hardware platformen zo groot mogelijk te houden, hebben we dit ontwerp in hoge mate aanpasbaar gemaakt.
Een tweede onderdeel van dit werk, is de studie van Near-Field Communication (NFC) als communicatiemedium tussen een mobiel apparaat (bijvoorbeeld een tablet of smartphone) en een ingebedde terminal (zoals een drankenautomaat, elektronisch slot, of ticketing terminal). We hebben ook de functionaliteit van ons ingebedde testplatform uitgebreid door het toevoegen van ondersteuning voor NFC.

Ten slotte hebben wij in twee case studies gebruik gemaakt van ons platform om ons ontwerpte valideren en om verschillende ontwerpmogelijkheden te evalueren in een praktische opstelling. Een eerste case studie richt zich op verificatie van credentials</> gebaseerd op attributen (een privacy-beschermende techniek) over NFC en evalueert de invloed van communicatie en berekeningen (zowel in hardware en software) op de uitvoeringstijd van detoepassing. Een tweede case studie evalueert de datasnelheden van NFC in vergelijking met een aanpak waarbij NFC gebruikt wordt om communicatievia een sneller WiFi kanaal te starten.

Trefwoorden:Re-Usable Hardware

Disciplines:Communicatie, Communicatietechnologie

Project type:PhD project