为保护智能交通系统通信安全准备Kyber：基于故障启用选择密文攻击的案例研究
密码学与安全
2025-02-05 v1
摘要
智能交通系统（ITS）的特点在于不同实体（如车辆、路边基础设施和交通管理基础设施）之间进行有线或无线通信。这些通信根据数据的敏感程度要求不同级别的安全性。国家ITS参考架构（ARC-IT）基于ITS应用的不同安全需求，定义了三个安全级别，即高、中、低安全级别。在本研究中，我们提出了一种使用标准化密钥封装机制Kyber来保护ITS通信的通用方法，该机制专为后量子密码学（PQC）设计。我们修改了用于ITS通信的加密和解密系统，同时将ITS应用的安全级别映射到Kyber的三个版本，即Kyber-512、Kyber-768和Kyber-1024。然后，我们使用基准故障启用选择密文攻击进行了一项案例研究，以评估不同Kyber版本提供的安全性。我们展示了不同Kyber安全级别下观察到的加密和解密时间，以及使用选择密文攻击恢复密钥所需的总迭代次数。我们的分析表明，更高的安全级别增加了成功攻击所需的时间，Kyber-512在183秒内被攻破，Kyber-768为337秒，Kyber-1024为615秒。此外，在分别施加5000、6000和8000个不等式条件下，观察到Kyber-512、768和1024的攻击时间不稳定性。不同Kyber版本之间以及相应的攻击要求和性能之间的关系，突显了Kyber在后量子密码学时代可为ITS通信安全提供的保障。
引用
@article{arxiv.2502.01848,
title = {Preparing for Kyber in Securing Intelligent Transportation Systems Communications: A Case Study on Fault-Enabled Chosen-Ciphertext Attack},
author = {Kaiyuan Zhang and M Sabbir Salek and Antian Wang and Mizanur Rahman and Mashrur Chowdhury and Yingjie Lao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.01848},
year = {2025}
}