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索德斯·马尔佐古伊;伊夫根·卡宾;朱利安·克雷默;托马斯·奥尔巴赫;Jean-Pierre塞弗特

关于使用CDT对高斯采样器进行单道攻击的可行性。 （英语） Zbl 1526.94039号

Kavun，Elif Bilge（编辑）等人，建设性侧通道分析和安全设计。第14届国际研讨会，COSADE 2023，德国慕尼黑，2023年4月3日至4日。诉讼程序。查姆：斯普林格。莱克特。注释计算。科学。13979, 149-169 (2023).
摘要：我们提出了一种针对基于格的KEM的单跟踪攻击，该攻击使用高斯采样的累积分布表，并在实际环境中执行。我们的分析以解封装算法的单次幂迹作为输入，并利用高斯采样子程序的泄漏来揭示会话密钥。我们研究了攻击不同板卡的可行性，并证明了随着时钟频率的增加，功耗轨迹的信息量减少。因此，我们引入了一种机器学习去噪技术，它提高了攻击的准确性，并将其成功率提高到100%。
我们完成了对FrodoKEM的攻击，这是一个基于格的KEM，也是第三位候补候选人。我们在配备STM32F4微控制器的Cortex-M4板上以不同频率进行计时。
关于整个系列，请参见[Zbl 1524.94004号]。

理学硕士：

94A60型 密码学
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
68第25页 数据加密（计算机科学方面）
68M99型 计算机系统组织
81页94 量子密码术（量子理论方面）

关键词：

佛罗多克;高斯采样器;机器学习;后量子密码术;功率分析;旁道分析

软件：

佛罗多克;github;Scikit公司;事实真相;性能确认4;BLISS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛S.Marzougui｝等人，Lect。注释计算。科学。13979、149--169（2023年；Zbl 1526.94039）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 荷兰国家通信安全局。为量子计算机的威胁做好准备（2022年）。https://english.aivd.nl/publications/publications/2022/01/18/prepare-for-the-threat-of-quantum计算机
[2] Alkim，F.等人：Frodokem：错误学习密钥封装。github。https://github.com/microsoft/PQCrypto-LWEKE
[3] Aydin，E.，Aysu，A.，Tiwari，M.，Gerstlauer，A.，Orshansky，M.：后量子密钥交换和封装协议的水平侧通道漏洞。ACM事务处理。嵌入。计算。系统。2021年10月20日（6）
[4] Bos，J.等人：摘下戒指！lwe提供的实用、量子安全的密钥交换。摘自：2016年ACM SIGSAC计算机和通信安全会议记录，第1006-1018页（2016）
[5] Bos，J.W.，Friedberger，S.，Martinoli，M.，Oswald，E.，Stam，M.：飞，你这个傻瓜！更快的弗罗多手臂皮质-m4。加密电子打印档案（2018）
[6] Castryck，W.，Iliashenko，I.，Vercauteren，F.：2016年5月重访的环状物明显较弱的实例·Zbl 1347.94025号
[7] 查里，S。；拉奥，JR；罗哈吉，P。；Kaliski，理学学士；科索，K。；Paar，C.，模板攻击，密码硬件和嵌入式系统-CHES 2002，13-28（2003），海德堡：施普林格·Zbl 1019.68541号 ·doi:10.1007/3-540-36400-53
[8] Ducas，L.，Durmus，A.，Lepoint，T.，Lyubashevsky，V.：双峰格签名方案（bliss）。https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/BLISS网站 ·Zbl 1310.94141号
[9] 联邦信息安全局（BSI）。Bsi tr-02102-1：“加密机制：建议和密钥长度”版本：2022-12022。https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/EN/bsi/Publications/TechGuidelines/TG02102/bsi-TR-0202-1.html
[10] 新AE科技公司。https://www.mouser.com/datasheet/2/894/NAE-CW308-datasheet-1289269.pdf
[11] Inci，M.S.，Gulmezoglu，B.，Irazoqui，G.，Eisenbarth，T.，Sunar，B.：缓存攻击支持云上的批量密钥恢复，2016年8月
[12] Kannwischer，M.J.、Rijneveld，J.、Schwabe，P.、Stoffelen，K.：PQM4：ARM Cortex-M4的后量子加密库。https://github.com/mupq/pqm4网址
[13] Kannwischer，M.J.，Rijneveld，J.，Schwabe，P.，Stoffelen，K.：pqm4：在ARM cortex-m4上测试和基准NIST PQC。IACR加密。电子打印架构。，第844页（2019）·Zbl 1458.94246号
[14] Kim，S.，Hong，S.：恒定时间cdt采样器的单道分析及其对策。申请。科学。8(10) (2018)
[15] Knuth，D.E.：计算机编程艺术，第2卷：半数值算法。Addison-Wesley Professional（2014年）
[16] Lerman，L.，Poussier，R.，Bontempi，G.，Markowitch，O.，Standaert，F.-X.：重新审视模板攻击与机器学习（以及副通道分析中的维度诅咒）。摘自：Mangard，S.，Poschmann，A.Y.（编辑）《建设性侧面渠道分析和安全设计》，第20-33页。查姆施普林格（2015）
[17] Mangard，S。；奥斯瓦尔德，E。；Popp，T.，《功率分析攻击：揭示智能卡的秘密》（2007年），海德堡：施普林格出版社·Zbl 1131.68449号
[18] Marzougui，S.，Krämer，J.：嵌入式系统中的后量子加密（2019）
[19] Marzougui，S.、Ulitzsch，V.、Tibouchi，M.、Seifert，J.-P.：分析双锂的副通道攻击：一个小的比特包泄漏打破了一切。《加密电子打印档案》，论文2022/106，2022年。https://eprint.iacr.org/2022/106
[20] Marzougui，S.、Wisiol，N.、Gersch，P.、Krämer，J.、Seifert，J.-P.：对银河系持续时间实现极乐的机器学习副通道攻击（2021）
[21] Mosca，M.，量子计算机时代的网络安全：我们准备好了吗？，IEEE安全。隐私，16，5，38-41（2018）·doi:10.1109/MSP.2018.3761723
[22] Ngo，K.，Dubrova，E.，Guo，Q.，Johansson，T.：对蒙面ind-cca安全军刀kem实现的副通道攻击。IACR变速器。加密硬件嵌入式系统。，676-707 (2021)
[23] 国家标准与技术研究所。Nist pqc标准化过程。https://csrc.nist.gov/Projects/post-quantum-cryptography网站
[24] Paul，S.，Schick，F.，Seedorf，J.：基于Tpm的后量子加密：物联网环境中抗量子和相互认证tls的案例研究。参加：第16届可用性、可靠性和安全性国际会议，ARES 2021。纽约计算机协会（2021年）
[25] 佩斯勒，P。；O.Dunkelman。；Sanadhya，SK，分析基于格的签名的洗牌旁道对策，密码学进展-INDOCRYPT 2016，153-170（2016），Cham:Springer，Cham·Zbl 1411.94083号 ·doi:10.1007/978-3-319-49890-49
[26] Ravi，P.、Roy，S.S.、Chattopadhyay，A.、Bhasin，S.：对基于cca-secure晶格的pke和kems的通用副通道攻击。IACR事务处理。加密硬件嵌入式系统。2020(3), 307-335 (2020)
[27] Regev，O.：关于格，错误学习，随机线性代码和密码学。J.ACM 56（6），2009年9月·Zbl 1325.68101号
[28] 罗德和施瓦兹。Kryptogeräte公司。https://www.rohde-schwarz.com/de/produkte/aserospace-verteigung-sicherheit/kryptogeraete_230846.html
[29] 施耐德，T。；Paglialonga，C。；Oder，T。；Güneysu，T。；Lin，D。；Sako，K.，《格型密码的任意阶有效屏蔽二项式抽样》，公开密钥密码术-PKC 2019，534-564（2019），查姆：斯普林格，查姆·Zbl 1509.94133号 ·doi:10.1007/978-3-030-17259-6_18
[30] Scikit学习。用python学习机器学习。https://scikit-learn.org/stable网站/ ·Zbl 1280.68189号
[31] Shor，PW，量子计算机上素因式分解和离散对数的多项式时间算法，SIAM J.Compute。，26, 5, 1484-1509 (1997) ·Zbl 1005.11065号 ·doi:10.1137/S009753979529393172
[32] Sim，B-Y，基于格的kems中消息编码的单道攻击，IEEE Access，8183175-183191（2020）·doi:10.1109/ACCESS.2020.3029521
[33] Stebila，D.，Mosca，M.：liboqs是一个用于量子安全密码算法的开源C库。，Cortex-M4。https://github.com/open-quantum-safe/liboqs
[34] Ulitzsch，V.Q.、Park，S.、Marzougui，S.和Seifert，J.-P.：6g的量子后安全订阅隐藏标识符。摘自：《第15届ACM无线和移动网络安全与隐私会议记录》，WiSec 2022，第157-168页。纽约计算机协会（2022年）
[35] 尤蒂马科。什么是硬件安全模块（hsm）。https://utimaco.com/de/produkte/technologien/hardware-security-modules/what-hardware-security-module-hsm
[36] Wang，H.，Brisfors，M.，Forsmark，S.，Dubrova，E.：多样性如何影响深度学习的副渠道攻击。2019年IEEE北欧电路与系统会议（NORCAS）：NORCHIP和系统芯片（SoC）国际研讨会，第1-7页（2019年）
[37] Zhang，Y.，Juels，A.，Reiter，M.K.，Ristenpart，T.：交叉-视频侧通道及其用于提取私钥。《2012年ACM计算机和通信安全会议记录》，CCS 2012，第305-316页。纽约计算机协会（2012年）
[38] 赵，RK；斯坦菲尔德，R。；Sakzad，A.，Facct：整数上的快速、紧凑和恒定时间离散高斯采样器，IEEE Trans。计算。，69, 1, 126-137 (2020) ·兹伯利07159106 ·doi:10.1109/TC.2019.2940949
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