Crypto Crunching Cluster (C3) – Ein Hochleistungscluster zum kryptographischen Rechnen

Kryptographie untersucht Fragestellungen der vertraulichen und verbindlichen Datenkommunikation. Kryptographische Systeme basieren dabei auf komplexen, zumeist mathematischen Problemen und lassen sich nur durch den massiven Einsatz von Rechenkraft lösen. In der hier vorliegenden Antragsskizze stehen dabei zwei Aspekte im Vordergrund: kryptanalytische Verfahren der Public-Key Kryptographie (dabei insbesondere Multivariate Quadratische Systeme) sowie die physikalische Sicherheit der Implementierung von Kryptosystemen gegen Angriffsmethoden durch Seitenkanalanalyse. Aufgrund ihrer Konstruktion sind (gute) kryptographische Verfahren grundsätzlich nur mit möglichst hohem Aufwand angreifbar, d.h. die für ein solches System bekannten Angriffsverfahren haben grundsätzlich exponentielle Laufzeit. Um diese, oft nur theoretisch verfügbaren Angriffsverfahren tatsächlich auch praktisch umsetzen und evaluieren zu können, sind leistungsfähige Rechnerplattformen und –cluster erforderlich, um die notwendige, hohe Anzahl von Berechnungen ausführen zu können. Im Gegensatz zu den auf mathematische Prinzipien beruhenden kryptanalytischen Verfahren bieten die so genannten Seitenkanalangriffe die Möglichkeit, unbeabsichtigte Seiteninformationen physikalischer kryptographischer Implementierungen (wie der Stromverbrauch während einer Operation, die elektromagnetische Abstrahlung, etc.) derart auszuwerten, dass damit Rückschlüsse auf die geheimen vom Kryptosystem verarbeiteten Informationen gewonnen werden können. Bei diesen Auswertungen treten jedoch sehr große Datenmengen im Bereich mehrerer Gigabyte auf, da bis zu mehrere Millionen Messungen mit einer Vielzahl von Datenpunkten aneinander ausgerichtet, gefiltert und analysiert werden müssen. Der dabei getriebene Aufwand sowie die Anzahl der verarbeiteten Messung korreliert dabei äußerst stark mit der Leistungsfähigkeit des Angriffs. Aus diesem Grund ist für diese beiden Kernaspekte dieses Antrags ein leistungsfähiges Clustersystem mit ausreichend Rechen- und Speicherressourcen von hoher Relevanz.

Antragsteller

Ruhr-Universität Bochum: Dr. Christopher Wolf (Mathematik), Prof. Dr.-Ing. Tim Güneysu (Elektrotechnik und Informationstechnik)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördersumme: 49.980 Euro
Laufzeit: 01.09.2011 – 29.02.2012

Ansprechpartner

Dr. Christopher Wolf
Ruhr-Universität Bochum
Horst Görtz Institut für IT-Sicherheit
Fakultät für Mathematik
44780 Bochum

Telefon: 0234-3223265
christopher.wolf (at) ruhr-uni-bochum(dot)de