Název: Analýza a optimalizace datové komunikace pro telemetrické systémy v energetice
Překlad názvu: Analysis and Optimization of Data Communication for Telemetric Systems in Energy
Autoři: Fujdiak, Radek ; Orgoň, Miloš (oponent) ; Pitner,, Tomáš (oponent) ; Mišurec, Jiří (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Disertační práce
Rok: 2017
Jazyk: cze
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstrakt: [cze] [eng]
Telemetrické systémy, optimalizace, senzorické sítě, inteligentní sítě, internet věcí, senzory, informační bezpečnost, kryptografie, kryptografické algoritmy, kryptosystém, důvěrnost, integrita, autentičnost, čerstvost, nepopiratelnost. Telemetry system, Optimisation, Sensoric networks, Smart Grid, Internet of Things, Sensors, Information security, Cryptography, Cryptography algorithms, Cryptosystem, Confidentiality, Integrity, Authentication, Data freshness, Non-Repudiation.
Klíčová slova: a soustředí se zejména na oblast; aj.; ale také zachována jeho komplexnost systému. Jedná se o kombinaci symetrických blokových algoritmů elektronické kódové knihy; Dizertační práce se zabývá výzkumem v oblasti optimalizace telemetrických systémů v energetice z pohledu informační bezpečnosti. Práce pojednává o současných problémech informační bezpečnosti; její definici a i o metodách; kde je využito dvou dostupných knihoven; kde jsou využívány zařízení s omezenými zdroji To z toho důvodu; kde největším úspěchem jsou křivky nad polem prvočísel o řádu p = 256. Tyto křivky v době řešení nebyly na takto hardwarových platformách řešeny. Nakonec jsou představeny originální výsledky výzkumu; kryptosystému. Jedná se o řešení; která je pro tuto oblast také velice zásadní. Hlavní část dizertační práce je následně věnována výzkumu vlastního hybridního řešení; která mohou ovlivňovat následně celou energetickou infrastrukturu v případě nasazení technologií v konceptu inteligentních sítí. Jsou přiblíženy dnešní vědecké výzvy v této oblasti; které je ověřeno experimentálními měřeními. Dále je rozebrán vlastní návrh; které jsou následně evaluovány vlastními měřeními i pomocí současné aktuální literatury. Následně je proveden návrh kombinací symetrických a asymetrických kryptografických algoritmů; které jsou následně znatelně optimalizovány. V neposlední řadě je představen provedený rozsáhlý výzkum kryptografie eliptických křivek a možností distribuce symetrického klíče. Jsou implementovány algoritmy pro výpočty s body eliptických křivek nad polem s prvočíselným řádem i nad polem řádu 2. Realizace pak zahrnovala více než 50 eliptických křivek různých standardů; které nabízí všechny požadované principy informační bezpečnosti v energetice. Je provedena hloubková analýza dnešních řešení; které nenaplňuje pouze jeden bezpečnostní princip (např. pouze autentičnost); které vedou k naplnění bezpečnostních principů; který se zabýval vhodnou volbou křivek a studií jejich doménových parametrů z pohledu vztahu velikosti k rychlosti operací nad křivkou.; nýbrž o řešení; objasněna terminologie i legislativa; omezený přístup k elektrické energii; představují bezpečnostní rizika; společně s algoritmem Diffieho-Hellmana nad eliptickými křivkami zajišťující bezpečnou distribuci a výměnu symetrických tajných klíčů. V neposlední řadě je přiblížen provedený vlastní vývoj a optimalizace hybridního kryptosystému. Je představeno vlastní řešení pro reprezentaci velkých čísel a modulární algebru v zařízení s limitovanými zdroji; tak aby byla zaručena efektivita výsledného systému; tj. operační paměť; validace a optimalizace řešení náhodných hardwarových generátorů (založených na efektivním principu kvantizační chyby a protichůdných oscilátorů). Je také řešena navržená část symetrické kryptografie; výkon; zajišťující autentizaci a integritu pomocí náhodných klíčů; řetězení šifrovaného textu zajišťující důvěrnost; že zařízení s limitovanými zdroji; a combination of symmetric and asymmetric cryptography algorithms is designed that provides both high efficiency and complexity. It is a combination of the symmetric block cyphers Electronic Code Book; and the asymmetric algorithm of Diffie-Hellman over Elliptic Curves; are brought closer. The main part of this thesis is devoted to the research of the author’s own hybrid solution – the hybrid cryptosystem. The solution fulfils all necessary principles of information security – authenticity; Cipher Block Chaining; confidentiality; deep research on the cryptography of elliptic curves and the key distribution scheme is presented. Two main curve types are dealt with – over a finite field and over a field of characteristic two. The implementation included more than 50 elliptic curves of different standards. The implementation of the curves of order p = 256 has the highest impact. These curves were not addressed on such devices at the time of solution. Finally; integrity and data freshness. An analysis of today’s solutions is provided together with a complex evaluation based on own experimental measurements and available literature sources. Subsequently; its definition as well as its methods. The main focus is on the area; the development and optimisation of the hybrid cryptosystem are brought in light. The proprietary solution of large number representation and modular algebra in a device with limited resources is presented and validated via own experimental measurements. Moreover; The dissertation thesis focuses on research in the optimisation of telemetry systems in energy from the perspective of information security. The thesis deals with nowadays challenges in information security; the original research results of possible speed optimisation via using special elliptic curves are introduced. The relationship between curve domain parameters and point computational efficiency is studied. This last part brings also promising results for the field of effective cryptographic algorithm – the lightweight cryptography.; the own design is analysed and the two proposed hardware generators (based on efficient methods of quantization error and opposing oscillators) are evaluated and optimised. Additionally; the symmetric part of the cryptosystem is also investigated; where devices with limited resources such as memory or computational power are used. These devices pose security risks that may affect the entire smart grid infrastructure. Nowadays research challenges terminology and legislative; where two main solutions are highly optimised. Last but not least; which is crucial in the defined area; which provided confidentiality; which provides authenticity and integrity by using random keys; which provides key agreement scheme over an unsecured channel. Further

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/69305

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-358408


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Disertační práce