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Security Systems Exercise 5: Calculate Media Key Record

Understand media key record calculations based on device decryption requirements, exploring different scenarios and key requirements in network and data security systems exercises in Bochum, Germany.

miriam
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Security Systems Exercise 5: Calculate Media Key Record

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Presentation Transcript

  1. Systemsicherheit IÜbung 5 André Adelsbach Chair for Network- and Data-Security Horst Görtz Institute Bochum, Germany

  2. Aufgabe 1 K1,3 D1 K1,2 D3 K1,1 D2 K3,3 K1,3 K3,2 Calculate Media Key Record K3,1 K2,2 K2,3 K2,1 K1,2 Column: 1 K1,1 K1,1{0x00000000} K1,2{MK} K1,3{0x00000000} a) Wie viele CMKR/CCMKR werden benötigti) wenn Geräte einer Ebene entschlüsseln können sollen ?  Ein CMKR der entsprechenden Spalte genügt ! Systemsicherheit I, Übung 05

  3. Aufgabe 1 K1,3 K2,2 D1 K1,2 D3 K1,1 D2 K3,3 K3,2 CMKR CCMKR K3,1 K2,2 K2,3 K2,1 K1,2 SK1{Column: 2} Column: 1 SK1{K2,1{0x00…}} K1,1{0x00000000} SK1{K2,2{MK}} K1,2{SK1} SK1{K2,3{0x00…}} K1,3{0x00000000} a) Wie viele CMKR/CCMKR werden benötigtii) wenn Geräte einer Geraden entschlüsseln können sollen ?  Ein CMKR und ein CCMKR der entsprechenden Spalten genügen ! Systemsicherheit I, Übung 05

  4. Aufgabe 1 CCMKR K1,3 SK1{Column: 2} K2,2 D1 SK1{K2,1{0x00…}} K1,2 D3 SK1{K2,2{SK2}} SK1{K2,3{0x00…}} K1,1 D2 K3,3 K3,2 CCMKR CMKR K3,1 K2,2 K2,3 K2,1 K1,2 K3,1 SK2{Column: 3} Column: 1 K1,1{0x00000000} SK2{K3,1{MK}} SK2{K3,2{0x00…}} K1,2{SK1} SK2{K3,3{0x00…}} K1,3{0x00000000} a) Wie viele CMKR/CCMKR werden benötigtiii) wenn ein einzelnes Gerät (=Punkt) entschlüsseln können soll ?  Ein CMKR und zwei CCMKR der entsprechenden Spalten genügen ! Systemsicherheit I, Übung 05

  5. Aufgabe 1 K1,3 K2,1 K2,2 D1 K1,2 D3 K1,1 D2 K3,3 K3,2 CMKR CCMKR K3,1 K2,2 K2,3 K2,1 K1,2 Column: 1 SK1{Column: 2} K1,1{0x00000000} SK1{K2,1{0x00…}} K1,2{SK1} SK1{K2,2{MK}} SK1{K2,3{0x00…}} K1,3{0x00000000} b) Wie viele CMKR/CCMKR werden benötigtwenn Geräte auf 2 parallelen Geraden entschlüsseln können sollen ? SK1{K2,1{MK}}  Ein CMKR und ein CCMKR der entsprechenden Spalten genügen ! Systemsicherheit I, Übung 05

  6. Aufgabe 2 6 • Geg.: CPPM-Schlüsseltabelle mit 3 Spalten und 4 Zeilen 3*4 = 12 Schlüssel 43 = 64 mögliche Schlüsselkombinationen (Geräte) • Entsprechender Complete Subtree Baum benötigt n=64 Blätter!  Höhe = log2(n) = 6 Anz. aller Schlüssel = Anzahl Knoten = 127 Jedes einzelne Gerät speichert log2(n) + 1 = 7 Schlüssel (Pfad von der Wurzel zu seinem Blatt Systemsicherheit I, Übung 05

  7. Aufgabe 2 b) Vergleich CPPM vs. Complete Subtree 6 Systemsicherheit I, Übung 05

  8. Aufgabe 3 • Complete Subtree mit asymmetrischer Kryptographie • Broadcast Center (BC) benötigt gesamtessymmetrisches Schlüsselmaterial • Problem, fallsviele Parteien Schlüsseltexte generieren, diese aber nicht vertraut sind • Beispiel: BC kann/möchte nicht alles selbst verschlüsseln(Bsp.: Astra = BC; Pay-TV Sender generieren Schlüsseltexte)  BC kann Sendern aber auch keine symmetrischen Schlüssel geben Systemsicherheit I, Übung 05

  9. Aufgabe 3 (sk1, pk1) (sk2, pk2) (sk3,pk3) • Complete Subtree mit asymmetrischer Kryptographie • Lösung: Broadcast Center (BC) generiert Schlüsselpaare (sk, pk) • Empfängergeräte erhalten sk auf Pfad von Wurzel zu Blatt • Sender erhalten alle öffentlichen Schlüssel pk • Probleme bei Subset-Difference (nur zur Information!): • Schlüssel werden durch Hashing aus Labels berechnet aufwändiger (Hashing liefert PRNs für Schlüsselerzeugung) • Anzahl der public-keys ist linear in Anzahl der Subsets kurze Repräsentation mittels Hierarchical Identity-based Encryption Systemsicherheit I, Übung 05

  10. Aufgabe 3 b) Complete Subtree mit m-ären Bäumen (Bsp: n=16) m = 4 + Schlüsselanzahl: 21 - Schlüsselanzahl: 31 + Schlüssel pro Gerät: logm(n)=3 - Schlüssel pro Gerät: log2(n)=5 + Revocation:Headerlänge (worst-case): Maximum für r = n/2  Header enthält r = 16/2 = 8 Kryptogramme des Session Keys - Revocation:Headerlänge (worst-case):Maximum für r = n/m  Header enthält (n/m)*(m-1) = 12 Kryptogramme des Session Keys Systemsicherheit I, Übung 05

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