SHIFT SNARE：通过单迹攻击揭露FALCON中的密钥
密码学与安全
2025-05-05 v2
摘要
本文提出了一种针对FALCON的 novel 单迹侧信道攻击。FALCON是一种基于格的后量子数字签名协议，最近被NIST批准用于标准化。我们针对FALCON密钥生成方案中的离散高斯抽样操作，证明单根电力迹迹即可发起成功攻击。值得注意的是，对64位密钥值执行63位右移操作的结果被反转，会泄露关于在抽样期间将中间系数分配为1或0的关键信息。这些漏洞使我们能够完全恢复密钥。我们对该攻击在ARM CortexM4微控制器上执行FALCON NIST第3轮软件包中参考实现和优化实现进行了从零开始的攻击。我们成功恢复了FALCON中的所有密钥多项式。我们进一步使用单变量高斯模板模型量化攻击者的成功率，为FALCON512提供了可通用的保证。通过超过50万次统计分析，显示每个系数的成功率为99.9999999478，完全密钥恢复率为99.99994654。我们验证了该漏洞存在于FALCON提交包中包含的所有实现中。这突显了当前软件实现对单迹攻击的脆弱性，强调了嵌入式系统中单迹抗性软件的紧迫需求。
引用
@article{arxiv.2504.00320,
title = {SHIFT SNARE: Uncovering Secret Keys in FALCON via Single-Trace Analysis},
author = {Jinyi Qiu and Aydin Aysu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.00320},
year = {2025}
}