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KIRAS Sicherheitsforschung

  •  11
Kooperative Projekte > 2009

CuteforceAnalyzer

Massivparalleler Computer-Cluster für kryptanalytische Anwendungen auf Basis GPU- und FPGA-Nodes

Mit diesem Forschungsprojekt soll ein Beitrag zum "präventiven Schutz vor Terrorismus und organisierter Kriminalität" geleistet werden. Verschlüsselungssysteme sind leicht anwendbar und werden in den Bereichen der Spionage, der Vorbereitung von Terrorangriffen und im organisierten Verbrechen verwendet. Die Bedrohung für kryptografische Sicherheitsmechanismen (bspw. ein Verschlüsselungsverfahren oder ein Authentifizierungsprotokoll), die von neuen Analysemethoden ausgeht, kann vielfach nur durch experimentelle Methoden beurteilt werden. Neue analytische Verfahren müssen zumindest ansatzweise ausprobiert werden, um eine Beurteilung ihres Bedrohungspotentials zu ermöglichen. Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass Malware zur Tarnung (also zur Vermeidung von auffälligen Signaturen) eine Verschlüsselung der Schadroutinen verwendet. Eine Enttarnung und/oder Identifikation ist nur schwer möglich bzw. führt über die Kryptanalyse der verwendeten Algorithmen. Durch die Auswertung entschlüsselter Daten und Informationen kann damit ein wichtiger Beitrag zur Generierung von sicherheitspolitisch relevantem Wissen geleistet werden. Kryptanalytische Aufgaben stellen jedoch besondere Anforderungen an die Rechenkapazität der involvierten Systeme. In der Regel werden für derartige Aufgaben speziell dafür konstruierte Systeme verwendet. Durch eine direkte Integration des im Projekt entwickelten CuteforceAnalyzer in die vorhandene Rechnerumgebung des BMLVSkann ein großer Beitrag zur Erfüllung der sicherheitspolitischen Aufgabenstellungen der Republik Österreich und damit zur Sicherheit der Staatsagenden, Unternehmen und Staatsbürger geleistet werden. Ein Ziel des Projekts CuteforceAnalyzer ist die Entwicklung eines skalierbaren, parallelen Rechnersystems bestehend aus hochgradig spezialisierten Prozessoren (Nodes) für die Implementierung von rechenzeitintensiven kryptanalytischen Algorithmen. Dazu werden Input-Nodes zur Verteilung von zu verarbeitenden Daten, Compute-Nodes zur Durchführung von Berechnungen und Output-Nodes zur Zusammenfassung der Berechnungsergebnisse entwickelt. Zur Realisierung dieser Nodes werden insbesondere zur Implementierung von kryptanalytischen Algorithmen und zur Signal-/Datenverarbeitung geeignete Hardwareplattformen eingesetzt. Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Erforschung geeigneter Hardwareplattformen für kryptanalytische Algorithmen. Aufgrund der Erfahrungen aus dem an der FH OÖ durchgeführten Vorgängerprojekt CryptoGrid und des BMLVS wird bei den Compute-Nodes Hardware eingesetzt, die auf Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) und Nvidia-Grafikprozessoren (GPUs) basiert. Ein wichtiges Ziel für den Bedarfsträger ist die Integration des CuteforceAnalyzer in eine bestehende HPC-2008-Rechneranlage. Dazu wird eine entsprechende Interfacehardware und -software entwickelt. Ein weiteres Ziel ist es sicherzustellen, dass eine nachhaltige Weiterentwicklung und ein Ausbau des CuteforceAnalyzer durch den Bedarfsträger möglich ist. Hierzu werden eine Test- und Entwicklungsumgebung erstellt und marktübliche Komponenten verbaut. Durch Schulungsmaßnahmen beim Bedarfsträger wird sichergestellt, dass das BMLVS das System weiterentwickeln und neuen Aufgabenstellungen entsprechend anpassen kann. Der Konsortialpartner aus der Wirtschaft ist Garant dafür, dass das System die für eine marktreife Implementierung erforderlichen Voraussetzungen erfüllt.

ProjektleiterIn
FH-Prof. DI Robert Kolmhofer
Prof.(FH) DI Dr. Jürgen Fuß (Stv.)
FH OÖ Forschungs und Entwicklungs GmbH

Weitere Projektpartner
Bundesministerium für Landesverteidigung und Sport (BMLVS)
DICE GmbH & Co KG
market MarktforschungsgesmbH & Co KG

Kontakt
FH-Prof. DI Robert Kolmhofer
Softwarepark 11
4232 Hagenberg
T 07236 3888 2510
F 07236 3888 2599
robert.kolmhofer@fh-hagenberg.at
www.cuteforce.at