邪恶之触：基于不可信组件的高保障密码硬件
密码学与安全
2017-10-31 v2
摘要
半导体产业已完全全球化，集成电路（IC）通常定义、设计和制造于全球不同的场所。这降低了生产成本，但也使 IC 暴露于供应链攻击中，即内部人员将恶意电路引入最终产品。此外，尽管有广泛的制造后测试，带有细微制造缺陷的 IC 进入生产系统并不罕见。虽然许多系统可能能够容忍少量拜占庭组件，但对于存储和处理机密数据的密码硬件而言并非如此。因此，多年来已提出许多错误和后门检测技术。迄今为止所有尝试要么被迅速规避，要么带来不切实际的高制造成本和复杂性。本文提出 Myst，一种实用的高保障架构，它使用商用现货（COTS）硬件，并提供强安全保证，即使存在多个恶意或故障组件。其核心思想是将保护冗余与现代门限密码技术相结合，以构建对硬件木马和错误具有容忍性的系统。为评估我们的设计，我们构建了一个硬件安全模块，提供使用 COTS 组件可能达到的最高级别保障。具体而言，我们采用超过一百个 COTS 安全密码协处理器（已验证符合 FIPS140-2 Level 4 防篡改标准），并用它们实现高机密性随机数生成、密钥派生、公钥解密和签名。我们的实验显示出合理的计算开销（解密和签名均小于 1%），并且随着更多 IC 的加入，后门容忍度呈指数增长。
引用
@article{arxiv.1709.03817,
title = {A Touch of Evil: High-Assurance Cryptographic Hardware from Untrusted Components},
author = {Vasilios Mavroudis and Andrea Cerulli and Petr Svenda and Dan Cvrcek and Dusan Klinec and George Danezis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.03817},
year = {2017}
}