真实世界快照与理论之辩：对 t-探测安全模型的质疑
密码学与安全
2021-07-22 v1
摘要
由于其坚实的理论基础和实际效率，掩码已成为保护密码实现免受物理侧信道攻击（SCA）的最显著对策。掩码的核心思想是在计算过程中将每个敏感中间变量随机拆分为至少 t+1 个分片，其中 t 表示允许攻击者观测而不泄露任何敏感信息的最大分片数。换言之，假定攻击者在执行高阶 SCA 攻击（例如差分功耗分析）时，受限于所拥有的探针数（例如微探针针尖）或统计分析的阶数。此类有界模型被用于证明相应实现的 SCA 安全性。因此，人们认为只要给定足够多的分片数，绝大多数已知 SCA 攻击都会被缓解。在本工作中，我们提出一种新颖的激光辅助 SCA 技术，称为激光逻辑状态成像（LLSI），它提供无限数量的接触式探针，从而违背了探测安全模型的假设。该技术使我们能够对硬件实现进行快照，即单次测量即可提取任意时钟周期下所有寄存器的逻辑状态。为验证这一点，我们在掩码 AES 硬件实现上发起攻击，并在两种不同场景中实际演示了完整密钥的提取。首先，我们假设寄存器（密钥和/或状态）的位置已知，因此其内容可通过单次快照直接读取。其次，我们考虑寄存器位置未知的实现，利用多次快照和 SAT 求解器来揭示秘密。
引用
@article{arxiv.2009.04263,
title = {Real-World Snapshots vs. Theory: Questioning the t-Probing Security Model},
author = {Thilo Krachenfels and Fatemeh Ganji and Amir Moradi and Shahin Tajik and Jean-Pierre Seifert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04263},
year = {2021}
}
备注
This is the authors' version of the article accepted for publication at IEEE Symposium on Security and Privacy 2021