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Authors
Abstract(s)
As more and more cloud services emerge so does the need for new methods for securing the
data these services consume, especially since data leaks have become the norm rather than the
exception. Since most cloud services require some kind of access to our private data in order to
perform searches and provide services, new ways of securing our data in the cloud is needed.
This dissertation examines the current state of the cryptographic world in order to try to and
understand and resume what solutions currently exist for this particular type of problem.
This work is motivated by a particular problem of data delegation to a cloud infrastructure. This
problem involves the protection of sensitive data whilst it’s analysed by a third party. While
there is no simple approach to solve this particular problem, this dissertation discusses three
main approaches to tackle this problem. One approach attempts to define a new cryptographic
scheme with a leakage profile that would allow a third party to only have access to some information
of the plaintext but, at the same time, keep the plaintext safe from attackers. Another
approach attempts to use already existing cryptographic schemes, such as, Format Preserving
Encryption and Order Revealing Encryption to solve this particular problem. A final approach
tries to solve this problem by utilising cryptographic tools, such as hash-functions and hash-based
message authentication codes.
An extended study was also conducted in many cryptographic schemes, both current and old
cryptographic schemes. This study allowed for a better view of the cryptographic world and
how these schemes could help us achieve a solution. For this dissertation, a prototype was also
implemented of some recent cryptographic schemes. These prototype implementations allowed
for a deeper understanding of how these schemes work and also allowed us to conduct some
experiments while trying to combine two cryptographic schemes.
The results of this dissertation show that that trying to solve a problem via creating a new
cryptographic scheme is not an easy feat especially when one wants to define correctly the strict
security requirements and also the work needed to understand the mathematical workings of
similar schemes. Lastly we conclude that solving the problem with the help of already existing
tools may be the easiest solution, but, it may also only work for a specific scenario and hence is
of no use in other similar situations. A solution to the particular problem studied in this thesis is
also presented at the end of this dissertation, although, it only applies to this specific problem
and does not solve the more general problem of privacy of data delegation to the cloud.
Com a explosão de serviços baseados na nuvem que ocorre nos dias de hoje, torna-se imperativo que os dados que são consumidos por este tipo de serviços sejam de alguma forma protegidos contra ataques ou roubos[Cen18]. O principal problema com este tipo de serviços é que, normalmente, estes serviços precisam de acesso aos dados para conseguirem fazer pesquisas e correlacionar dados de forma a que seja possível fornecer diversos serviços. Esta dissertação tem como objetivo estudar o mundo da criptografia de forma a perceber que tipo de garantias são oferecidas pelos esquemas criptográficos existentes nos dias de hoje para serviços baseados na nuvem. Este trabalho é motivado por um problema real de delegação de dados para a nuvem. Este problema envolve a proteção de dados sensíveis que precisam de ser analisados por entidades externas. Embora não haja uma abordagem simples para resolver este tipo de problemas, nesta dissertação iremos discutir três abordagens que, potencialmente, poderão resolver este problema. Uma abordagem tenta definir o que poderia ser a estrutura geral de um novo esquema criptográfico que pudesse lidar com o problema específico em análise. Numa outra abordagem iremos utilizar ferramentas existentes para tentar resolver o problema em questão. Iremos também tentar unir dois esquemas criptográficos existentes, de forma a tentar combater este problema em específico. Foi também realizado um estudo a vários esquemas criptográficos de forma a perceber quais as soluções que existem hoje em dia para problemas relacionados com a delegação de dados para entidades externas, como também, tentar perceber que esquemas criptográficos que ainda são resultados meramente teóricos mas que possam vir, no futuro, a ser úteis para combater esta problemática. Os resultados desta dissertação mostram que resolver um problema relacionado com criptografia nem sempre é fácil, uma vez que, a má utilização destes esquemas poderá levar a uma falha grave de segurança. Por fim, concluímos que, resolver um problema desta natureza através de ferramentas existentes é bastante mais fácil do que tentar desenvolver esquemas criptográficos novos, mas que irá perder o poder de poder ser aplicado a outros problemas semelhantes.
Com a explosão de serviços baseados na nuvem que ocorre nos dias de hoje, torna-se imperativo que os dados que são consumidos por este tipo de serviços sejam de alguma forma protegidos contra ataques ou roubos[Cen18]. O principal problema com este tipo de serviços é que, normalmente, estes serviços precisam de acesso aos dados para conseguirem fazer pesquisas e correlacionar dados de forma a que seja possível fornecer diversos serviços. Esta dissertação tem como objetivo estudar o mundo da criptografia de forma a perceber que tipo de garantias são oferecidas pelos esquemas criptográficos existentes nos dias de hoje para serviços baseados na nuvem. Este trabalho é motivado por um problema real de delegação de dados para a nuvem. Este problema envolve a proteção de dados sensíveis que precisam de ser analisados por entidades externas. Embora não haja uma abordagem simples para resolver este tipo de problemas, nesta dissertação iremos discutir três abordagens que, potencialmente, poderão resolver este problema. Uma abordagem tenta definir o que poderia ser a estrutura geral de um novo esquema criptográfico que pudesse lidar com o problema específico em análise. Numa outra abordagem iremos utilizar ferramentas existentes para tentar resolver o problema em questão. Iremos também tentar unir dois esquemas criptográficos existentes, de forma a tentar combater este problema em específico. Foi também realizado um estudo a vários esquemas criptográficos de forma a perceber quais as soluções que existem hoje em dia para problemas relacionados com a delegação de dados para entidades externas, como também, tentar perceber que esquemas criptográficos que ainda são resultados meramente teóricos mas que possam vir, no futuro, a ser úteis para combater esta problemática. Os resultados desta dissertação mostram que resolver um problema relacionado com criptografia nem sempre é fácil, uma vez que, a má utilização destes esquemas poderá levar a uma falha grave de segurança. Por fim, concluímos que, resolver um problema desta natureza através de ferramentas existentes é bastante mais fácil do que tentar desenvolver esquemas criptográficos novos, mas que irá perder o poder de poder ser aplicado a outros problemas semelhantes.
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Keywords
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