抗 Trojan 的 NTT：面向可重构平台的控制流与时序故障防护
密码学与安全
2026-04-28 v2 硬件体系结构
摘要
数论变换（NTT）是 lattice-based 后量子密码学（PQC）算法中多项式乘法最关键的组成部分，如 Kyber、Dilithium、NTRU 等。然而，侧信道攻击（SCA）和以硬件 Trojan 形式出现的硬件漏洞可能改变控制信号，以破坏电路的控制流并在 PQC 关键硬件中引入非标准延迟。特别是针对控制信号的硬件 Trojan 比数据信号更具成本效益和影响力，因为单个被篡改的控制信号即可扰乱或绕过整个计算序列，而数据故障通常仅导致局部错误。另一方面，攻击者可对插入的硬件 Trojan 执行软分析侧信道攻击（SASCA）。本文提出一种安全 NTT 架构，能够检测非标准延迟、控制流中断以及 SASCA，并提供一种自适应故障纠正方法进行其缓解。通过在 Artix-7 FPGA 上对不同 Kyber 变体进行大量仿真与实现，实验表明我们的故障检测与纠正模块在硬件 Trojan 造成的故障（无论是故意还是意外）时，均可以高成功率高效检测与纠正，同时仅引入适度的面积与时间开销。
引用
@article{arxiv.2601.22804,
title = {Trojan-Resilient NTT: Protecting Against Control Flow and Timing Faults on Reconfigurable Platforms},
author = {Rourab Paul and Krishnendu Guha and Amlan Chakrabarti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.22804},
year = {2026}
}
备注
table II is updated, and fixed typos