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Um fluxo de poda para redes neurais dedicadas a ataques a canais laterais baseados em aprendizado profundo
| dc.creator | Lellis, Rodrigo Nuevo | |
| dc.date.accessioned | 2023-12-04T15:25:46Z | |
| dc.date.available | 2023-12-04 | |
| dc.date.available | 2023-12-04T15:25:46Z | |
| dc.date.issued | 2023-09-19 | |
| dc.identifier.citation | LELLIS, Rodrigo Nuevo. Um fluxo de poda para redes neurais dedicadas a ataques a canais laterais baseados em aprendizado profundo. Orientador: Rafael Iankowski Soares. Coorientador: Guilherme Perin. 2023. 153 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Programa de Pós-Graduação em Computação, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/10842 | |
| dc.description.abstract | Due to the increasing number of services available over the Internet in recent decades, it is becoming increasingly important to provide security for user information transmitted through various communication channels. To achieve this, computational systems rely on the use of encryption as a means to protect user information. Currently, encryption algorithms are embedded in many devices and applications, which enhances the threat of attacks that exploit the physical characteristics of the hardware executing these algorithms. This class of attack is called Side Channel Attacks (SCAs). Many protections against SCAs, referred to as countermeasures, are found in the literature. However, vulnerabilities are discovered in these countermeasures. In this context, Deep Learning (DL) techniques have attracted increasing interest as they are efficient and continuously evolving resources. Nevertheless, the computational cost of applying DL in the SCA scenario is high. Studies report experiments lasting weeks using computational infrastructure. This work aims to reduce the computational effort of SCA based on neural networks by reducing their size through pruning techniques. Additionally, the computational effort of the network reduction process is optimized. Experimental results demonstrate reductions of 40 to 50% in the number of network parameters, as well as reductions of up to 57.17% in training time. Reduced networks can perform attacks using fewer traces than their respective original networks in all cases. Furthermore, reduced networks require fewer training epochs than their original networks, reducing the time needed to carry out attacks. This thesis demonstrates the potential for an increased threat level posed by DL-based SCAs. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
| dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
| dc.subject | Ataques a canais laterais | pt_BR |
| dc.subject | Aprendizado de máquinas | pt_BR |
| dc.subject | Aprendizado profundo | pt_BR |
| dc.subject | Poda | pt_BR |
| dc.subject | Side channel attacks | pt_BR |
| dc.subject | Machine leaning | pt_BR |
| dc.subject | Deep learning | pt_BR |
| dc.subject | Pruning | pt_BR |
| dc.title | Um fluxo de poda para redes neurais dedicadas a ataques a canais laterais baseados em aprendizado profundo | pt_BR |
| dc.title.alternative | A pruning flow for neural networks dedicated to side-channels attacks based on deep learning | pt_BR |
| dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6096603812521061 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0001-9493-7272 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/7939385198461157 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Perin, Guilherme | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1759035881904730 | pt_BR |
| dc.description.resumo | Devido ao crescente número de serviços disponíveis por meio da Internet nas últimas décadas, é cada vez mais importante oferecer segurança às informações de usuário que trafegam por diferentes meios de comunicação. Para isso, sistemas computacionais se apoiam no uso de criptografia como modo de proteger as informações dos usuários. Atualmente, o uso de algoritmos de criptografia encontra-se embarcado em muitos dispositivos e aplicações, o que potencializa a ameaça de ataques que exploram características físicas do hardware que executa tais algoritmos. Esta classe de ataques é chamada de Ataques de Canal Lateral (do inglês Side Channel Attacks ou SCAs). Muitas proteções contra SCAs, chamadas contramedidas, são encontradas na literatura. Entretanto, são encontradas vulnerabilidades nessas contramedidas. Neste contexto, técnicas de Aprendizado profundo (do inglês Deep Learning ou DL) têm atraído interesse crescente por constituírem-se como recursos eficientes e em constante evolução. No entanto, o custo computacional de aplicar DL no cenário de SCA é alto. Estudos relatam experimentos com duração de semanas de uso de infraestrutura computacional. Este trabalho propõe reduzir o esforço computacional de SCAs baseados no uso de redes neurais pela redução do tamanho destas via técnicas de poda. Além disso, otimiza-se aqui o esforço computacional do processo de redução de redes. Resultados experimentais demonstram reduções entre 40 a 50% na quantidade de parâmetros de redes, bem como reduções de até 57.17% no tempo de treinamento. Redes reduzidas conseguem realizar ataques utilizando menos traços que as respectivas redes originais, em todos os casos. Adicionalmente, as redes reduzidas são treináveis por menos épocas que as respectivas redes originais. Com isto reduz-se ainda mais o tempo para realizar ataques. Esta Tese demonstra o potencial de aumento do nível de ameaça representado por SCAs baseados em DL. | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Computação | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Soares, Rafael Iankowski | |
| dc.subject.cnpq1 | CIENCIA DA COMPUTACAO | pt_BR |
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PPGC: Dissertações e Teses [236]
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