携带你的错误：针对侧信道防护的基于 LWE 的 KEM 的错误传播攻击
密码学与安全
2024-01-26 v1
摘要
近年来，后量子密码（PQC）算法，尤其是基于错误学习（LWE）问题的算法，遭受了多种物理攻击。尽管这些攻击广泛分为两类——被动侧信道攻击与主动错误攻击，但由于此类算法固有的复杂性，攻击策略差异显著。因此，探索新的攻击面是最终保障这些算法部署的重要步骤。同时，测试已提出对策在此方面的鲁棒性也很重要。本文中，我们利用错误传播，提出了一种针对基于 LWE 的密钥封装机制（KEM）侧信道安全掩码实现的新型错误攻击。该攻击通常源于一种广泛用于实现掩码的算法修改，即算术到布尔（A2B）转换。我们利用 A2B 中加法器进位链的数据依赖性，在存在（任意阶）掩码的情况下提取敏感信息。作为对此信息泄露可利用性的实际演示，我们展示了 Kyber 的密钥恢复攻击，尽管该泄露在其他方案（如 Saber）中也存在。对 Kyber 的攻击针对解封装模块，并利用置信传播（BP）进行密钥恢复。据我们所知，这是首个利用为简化掩码而引入的算法组件的攻击，而非仅利用掩码引入的随机性来获得所需错误（如 Delvaux 所做）。最后，我们在 STM32 平台上运行的开源一阶安全 Kyber 实现上，对该攻击进行了基于仿真和电磁（EM）错误的实际验证。
引用
@article{arxiv.2401.14098,
title = {Carry Your Fault: A Fault Propagation Attack on Side-Channel Protected LWE-based KEM},
author = {Suparna Kundu and Siddhartha Chowdhury and Sayandeep Saha and Angshuman Karmakar and Debdeep Mukhopadhyay and Ingrid Verbauwhede},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14098},
year = {2024}
}