New Approaches to Design and Development of Secure SmartCard Applications

Mgr. Václav Lorenc

Rigorózní práce

Anotace:

Teze "New Approaches to Design and Development of Secure SmartCard Applications" se zabývají bezpečnostními chybami apletů určených pro nasazení v čipových kartách. Techniky zajišťující bezpečnost kódu jsou v současnosti známé a často využívané. Pro určitou množinu čipových karet, platformu Java Card, byly mnohé z těchto technik využity, aby umožňily programátorům volbu kvalitně typovaného programovacího jazyka, společně s možnou verifikací výsledného bytecodu. Platforma čipové karty navíc díky své hardwarové architektuře chrání citlivá data i bytecode. Nejsou to však jen softwarové chyby, které pro Java Card představují hrozbu. Za použití nepřímých útoků a skrytých kanálů mají útočníci možnost objevit, co mělo zůstat skryto, a tím se dostat k detailním informacím jak o uloženém kódu, tak i datech. To umožňuje další možné zneužití. Tyto teze diskutují některá možná opatření proti reverznímu inženýrství bytecodu na čipových kartách. Principy stavových automatů by v tomto případě mohly umožňit jak částečnou ochranu proti útokům analýzou postranních kanálů, tak poskytnout odpovídající ověřitelný mechanismus pro zpracování komunikace mezi kartou a PC i pro následné operace nad kartou. V tezích jsou zmíněny možné přístupy k těmto problémům, včetně nutného současného studia obou možných hrozeb (reverzního inženýrství i postranních kanálů) jako součást vývojového procesu Java Card aplikací. Cílem výzkumu je pak navrhnout novou metodologii založenou na teorii konečných automatů, která by zohledňovala tyto hrozby.

Abstract:

The "New Approaches to Design and Development of Secure SmartCard Applications" thesis proposal deals with the security issues of applets intended for deployment in smartcards. Currently, methods of producing secure code are known and followed in many occasions. For a specific subset of smartcards, the Java Card platform, many of these were involved to enable programmers to use well typed programming language with possible bytecode verification. As a benefit of underlying smartcard platform, the bytecode and confidential data are protected by hardware itself. However, not only software-specific issues represent a threat for Java Card. With involvement of indirect attacks and covert channels analysis, attackers have possibilities to discover what was meant to remain hidden, getting the very detailed insight into the code and data on the card. This gives them interesting ways of possible code modifications and misuse. The thesis proposal discusses some possible countermeasures to bytecode reverse engineering; state automata principles are considered as a way that can both prevent side-channel analysis up to certain extent and provide provable mechanism for handling communication between the card and the host PC and corresponding processing routines. Possible approaches are mentioned and partially identified; the thesis proposes that threat of insecure code and side-channel prevention should be studied simultaneously as interconnected disciplines of the Java Card engineering process. New methodology based on state automata principles for creating and verification Java Card applets is the objective of the upcoming research.

Keywords

JavaCard, bytecode, state automata, power analysis, time analysis

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 1. 2009

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 14. 1. 2009

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Rigorózní řízení / obor:
Informatika / Informatika