Rosita++：从密码学代码中自动消除高阶泄露
密码学与安全
2021-09-27 v1
摘要
侧信道攻击对密码实现的安全性构成重大威胁，尤其对于处于敌手物理控制下的小型设备。尽管存在若干抵御侧信道攻击的策略，这些策略常因CPU深处数值间非预期的相互作用而在实践中失效。为检测并防护侧信道攻击，近期已有若干自动化工具被提出；其共同局限之一是仅支持一阶泄露。本工作中，我们提出首个用于检测并消除密码实现中高阶泄露的自动化工具。Rosita++提出基于统计与软件的工具有以实现高性能的高阶泄露检测。随后其利用Rosita（Shelton等人，NDSS 2021）的代码重写引擎消除所检测到的泄露。为实用起见，我们针对二阶与三阶泄露评估Rosita++，但我们的框架并不限于这些阶数。我们以两个密码PRESENT与Xoodoo的三共享实现，以及二阶布尔到算术掩码（包括SHA-2、ChaCha与Blake在内的许多密码原语掩码实现的核心构建块）来评估Rosita++的二阶泄露。我们展示了有效的二阶泄露消除，性能开销分别为Xoodoo 36%、PRESENT 189%、布尔到算术掩码29%。对于三阶分析，我们以对应典型四共享处理的四共享合成示例评估Rosita++的三阶泄露。Rosita++正确识别了该泄露并应用了代码修复。
引用
@article{arxiv.2109.11741,
title = {Rosita++: Automatic Higher-Order Leakage Elimination from Cryptographic Code},
author = {Madura A. Shelton and Łukasz Chmielewski and Niels Samwel and Markus Wagner and Lejla Batina and Yuval Yarom},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11741},
year = {2021}
}