An improved device identifier composition engine architecture to enhance internet of things security
Nesnelerin interneti güvenliğini artırmak için geliştirilmiş bir cihaz tanımlayıcı bileşim motoru mimarisi
- Tez No: 840096
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT AYDOS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
İnternet Nesneleri (IoT) cihazlarının sayısı her yıl hızla artmaktadır. Bu cihazların çoğu, sağlık, günlük aktiviteler, konum ve finans gibi önemli kişisel verilere erişim sağlamaktadır. Ancak, bu cihazlar karmaşık güvenlik önlemlerini uygulamak için yetersiz işlem gücü ve belleğe sahip olduklarından güvenlik sorunları yaşamaktadır. Bu nedenle, zayıf kimlik doğrulama mekanizmalarına ve şifreleme eksikliğine sahiptirler. Ayrıca, IoT güvenliği için yaygın kabul görmüş standartlar bulunmamaktadır. Cihaz Kimlik Belirleyici Bileşim Motoru (DICE), düşük maliyetli mikrodenetleyicilere minimal silikon yükü ile güvenlik katmanı eklemeyi sağlayan bir standart olarak önerilmiştir. Bununla birlikte, DICE tabanlı doğrulama, Zaman-İçinde-Kontrol Zaman-İçinde-Kullanım (TOCTOU) saldırıları gibi bazı uzaktan saldırılara önceki çalışmalarda gösterildiği gibi açıktır. Bu çalışmada, DICE'ın güvenlik sorunlarına çözüm getirmek için yeni bir yöntem sunulmaktadır.Çalışmamızda, gerçek zamanlı yazılım saldırılarını tespit etmek için periyodik bellek incelemesi (PMF) gerçekleştiren bir hash motorunu kullanan DICE'a ek bir güvenlik bileşeni eklenmektedir. Geliştirilmiş DICE mimarisi, kriptografik işlemler için mbedTLS kitaplığı ve açık kaynaklı RISC-V platformu olan Ibex kullanıldı. DICE tarafından gereken hash işlemleri, saldırılara daha açık olan yazılımdan ziyade ticari bir Field Programmable Gate Array (FPGA) platformunda donanım tabanlı olarak gerçekleştirdi. Test sonuçlarımız sunulan yöntem sayesinde standart bir mikrodenetleyiciye çok az bir maliyet ile saldırıları tespit edebileceğini göstermektedir. Bu tez, İnternet Nesneleri (IoT) cihazlarının hızla çoğalan alanında gelişmiş güvenlik ihtiyacını gidermek amacıyla Device Identifier Composition Engine (DICE) ile ilgili zafiyetleri araştırarak ve bu riskleri hafifletecek yeni bir yöntem önererek çalışmaktadır. Periyodik bellek taraması için donanım tabanlı bir hash motorunun tasarımını ve uygulanmasını içeren tez, DICE'deki firmware güvenlik açıklarına yenilikçi bir çözüm sunmaktadır. Bu yeni yöntem, IoT cihazlarına yönelik potansiyel saldırıları tespit etme ve karşı koyma konusunda pratik, uygulanabilir bir yaklaşımı göstererek mevcut literatüre önemli bir katkıda bulunmaktadır ve bu şekilde IoT güvenliği hakkındaki anlayışı ilerletmektedir.
Özet (Çeviri)
The number of Internet-of-Things (IoT) devices has been increasing rapidly every year. Most of these devices have access to important personal data such as health, daily activities, location, and finance. However, these devices have security problems since they have limited processing power and memory to implement complex security measures. Therefore, they possess weak authentication mechanisms and a lack of encryption. Additionally, there are no widely accepted standards for IoT security. The Device Identifier Composition Engine (DICE) was proposed as a standard that enables adding a security layer to low-cost microcontrollers with minimal silicon overhead. However, DICE-based attestation is vulnerable to some remote attacks such as Time-Of- Check Time-Of-Use (TOCTOU) attacks as shown by previous studies. In this study, we present a novel method to address the security problems of DICE. In order to detect real-time firmware attacks, our design adds an additional security component to DICE that utilizes a hash engine performing periodic memory forensics (PMF). We implemented the enhanced DICE architecture using the open-source RISC-V platform Ibex and the mbedTLS library for cryptographic operations. We performed the hash operations required by DICE in a hardware-based manner on a commercial Field Programmable Gate Array (FPGA) platform rather than firmware, which is more vulnerable to attacks. Our test results demonstrate that with minimal cost using the proposed method, a standard microcontroller can detect attacks. This thesis addresses the urgent need for enhanced security in the rapidly proliferating domain of Internet of Things (IoT) devices, by investigating vulnerabilities associated with the Device Identifier Composition Engine (DICE) and proposing a novel method to mitigate these risks. Through the design and implementation of a hardware-based hash engine that utilizes periodic memory forensics, the thesis offers an innovative solution to the firmware security flaws in DICE. This novel method significantly contributes to the existing body of literature by demonstrating a practical, implementable approach to detect and counteract potential attacks on IoT devices, thereby advancing the understanding of IoT security.
Benzer Tezler
- Metalik malzemelerin mikro ve iki boyutlu nano partikül ortamlarındaki aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of wear behaviors of metallic materials in micro and two dimensional nano particles environment
MUHAMMED SALİH GÜL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REFİK POLAT
DOÇ. DR. MUHAMMET HÜSEYİN ÇETİN
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) faz diyagramlarının tespiti ve termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Determination of phase diagrams and investigation of thermoelectrical properties in CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) systems
ANIL DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Gözenekli silisyum/organik yarıiletken eklemlerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical properties of porous silicon/organic semiconductor junction
ORHAN ŞENTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERTAN KEMAL AKAY
DOÇ. DR. SÜREYYA AYDIN YÜKSEL
- Improvements for chip-chip interconnects and mems packaging through materials and processing research
Başlık çevirisi yok
ERDAL UZUNLAR
