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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2644| Hardware/Software Co-design for Quantum-Resistant Authentication in V2V Communications | |
| Eliú Moreno Ramírez | |
| CLAUDIA FEREGRINO URIBE Miguel Morales-Sandoval | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Post Quantum Cryptography (PQC) V2V communications Co-design Hybrid strategy Falcon Verify Hardware Acceleration Transition phase to PQC | |
| La autenticación es un servicio de seguridad informática que verifica la identidad antes de otorgar acceso a un sistema. La autenticación puede aplicarse no sólo a usuarios sino también a mensajes. Este es el caso de las redes vehiculares adhoc (VANETs por sus siglas en inglés), donde los vehículos están equipados con mecanismos que permiten la comunicación entre sí. Dado que estos mensajes son vitales para la seguridad vial, se debe asegurar que dichos mensajes son auténticos. La autenticación de mensajes en comunicaciones V2V está regulada por el estándar IEEE 1609, que prescribe el uso de firmas digitales basadas en el esquema criptográfico ECDSA. Sin embargo, el avance en cómputo cuántico amenaza la seguridad de este esquema. Se estima que una computadora cuántica podría comprometer su integridad en la década de 2030, lo que hace necesario desarrollar soluciones criptográficas resistentes a ataques cuánticos, como los esquemas de criptografía postcuántica (PQC por sus siglas en inglés). En esta tesis se propone una arquitectura Hw/Sw para un esquema de autenticación V2V parcialmente híbrido que combina criptografía convencional y PQC. Este esquema parcialmente híbrido es necesario porque los esquemas puramente PQC, aunque seguros, no cumplen con las restricciones de tiempo y tamaño en comunicaciones V2V. La arquitectura propuesta implementa la verificación de firmas PQC en hardware para mitigar el sobrecosto en tiempo de ejecución que implican. El sistema se validó en un SoC, logrando verificar 81 vehículos en 100 ms, una aceleración de 2.19× en comparación cuando la verificación de dichas firmas se implementan únicamente en software. Authentication is a computer security service that verifies identity before granting access to a system. Authentication can be applied not only to users but also to messages. This is the case with vehicular ad hoc networks (VANETs), where vehicles are equipped with mechanisms that allow them to communicate with each other. Since these messages are vital for road safety, it is essential to ensure that these messages are authentic. Message authentication in V2V communications is regulated by the IEEE 1609 standard, which prescribes the use of digital signatures based on the ECDSA cryptographic scheme. However, advancements in quantum computing threaten the security of this scheme. It is estimated that a quantum computer could compromise its integrity in the 2030s, making it necessary to develop cryptographic solutions resistant to quantum attacks, such as post-quantum cryptography (PQC) schemes. This thesis proposes a Hw/Sw architecture for a partially hybrid V2V authentication scheme that combines conventional cryptography and PQC. This partially hybrid scheme is necessary because purely PQC schemes, while secure, do not meet the time and size constraints in V2V communications. The proposed architecture implements PQC signature verification in hardware to mitigate the runtime overhead they entail. The system was validated on a SoC, achieving the verification of 81 vehicles in 100 ms, a 2.19× speedup compared to when the verification of these signatures is implemented solely in software. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-11 | |
| Tesis de maestría | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Moreno Ramírez, E., (2024), Hardware/Software Co-design for Quantum-Resistant Authentication in V2V Communications, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencias Computacionales |
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