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张世铎;林秀翰;于，杨;王维嘉

改进了对猎鹰的能量分析攻击。 （英语） Zbl 07774132号

Hazay，Carmit（编辑）等人，《密码学进展–EUROCRYPT 2023》。第42届密码技术理论与应用国际年会，法国里昂，2023年4月23日至27日。诉讼程序。第四部分查姆：斯普林格。莱克特。注释计算。科学。14007, 565-595 (2023).
摘要：Falcon是NIST选择用于标准化的三种后量子签名方案之一。由于其低带宽和高效率，Falcon被视为量子安全嵌入式系统的一个有吸引力的选择。在这项工作中，我们通过分析Falcon的高斯采样器来研究其侧通道阻力。我们的结果主要有两方面。
第一个结果是利用Guerreau等人研究的基础采样器内的泄漏改进了密钥回收率（CHES 2022）。我们不再像以前的并行六面体学习攻击那样求助于四阶矩，而是使用二阶统计协方差并使用其谱分解来恢复秘密信息。我们的方法大大降低了对测量和计算资源的要求：（22万）道记录足以在半小时内以大约25%的概率恢复Falcon-512的密钥。相比之下，即使使用\（10^6 \）个跟踪，前一次攻击仍需要约1000小时的晶格减少CPU时间才能恢复完整密钥。此外，我们的方法对不准确的泄漏分类具有鲁棒性，这是与并行六面体学习攻击相比的另一个优点。
我们的第二个结果是针对Falcon的整数高斯采样器的实际功率分析。该分析依赖于整数高斯采样中随机符号翻转的泄漏。Kim和Hong于2018年揭露了这一泄漏事件，但Falcon的实施并未考虑到这一点，目前尚未对其进行副通道分析。我们确定了ARM Cortex-M4 STM32F407IGT6微处理器上Falcon参考实现中的泄漏。我们还表明，这一位泄漏对于实际的密钥恢复来说已经足够有效了：使用17万条记录道，可以在半小时内完全恢复Falcon-512的密钥。此外，结合符号泄漏和上述泄漏，可以在短时间内仅使用45000个签名测量值恢复密钥。
作为副产品，我们还将我们的功率分析扩展到了Mitaka，它是Falcon的最新变体。同样的泄漏也存在于Mitaka的整数高斯采样器中，它们还可以用于发起密钥恢复攻击。然而，由于不同的格点高斯采样器，Mitaka的密钥恢复需要比Falcon更多的跟踪。
有关整个系列，请参见[兹比尔1525.94004].

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第68页第25页 数据加密（计算机科学方面）
94A60型 密码学
81页94 量子密码术（量子理论方面）

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\textit{S.Zhang}等人，Lect。注释计算。科学。14007565-595（2023；Zbl 07774132）
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