Implementation Attacks

Robin Dietrich & Marius Schwarz

Agenda

  • Einleitung
  • Seitenkanalangriffe
  • Speck
  • CPA Angriffe
  • CPA auf Speck
  • Gegenmaßnahmen
  • Hiding

Bedeutung von Seitenkanalangriffen

Voraussetzungen für erfolgreichen Angriff

Speck

  • Symmentrische ARX Schiffre
  • Entworfen von der NSA (Zusammen mit Simon)
  • Performant in Hard-/Software
  • Speck bietet mehrere mögliche Modis
    • Runden, Schlüssellänge, …

Speck - Setups

Speck Blocklänge Schlüssellänge Runden
Speck3264 32 Bit 64 Bit 22
Speck4872 48 Bit 72 Bit 22
Speck4896 48 Bit 96 Bit 23
Speck6496 64 Bit 96 Bit 26
Speck64128 64 Bit 128 Bit 27
Speck9696 96 Bit 96 Bit 28
Speck96144 96 Bit 144 Bit 29
Speck128128 128 Bit 128 Bit 32
Speck128192 128 Bit 192 Bit 33
Speck1281256 128 Bit 256 Bit 34

Speck - Rundenfunktion

  • Wird während der Key Schedule aufgerufen
  • Wird beim der Verschlüsselung aufgerufen

Speck - Pseudocode

pt = Plaintext Bytes              Pt = Plaintext as 16 Bit Words
ct = Ciphertext Bytes             Ct = Ciphertext as 16 Bit Words
k = Key as Bytes                  K = Key as 16 Bit Words

// Key Schedule
D=K[3], C=K[2], B=K[1], A=K[0]

for i in 0..<22
    rk[i]=A
    ER16(B, A, i++)
    rk[i]=A
    ER16(C, A, i++)
    rk[i]=A
    ER16(D, A, i++)

// Encryption
Ct[0]=Pt[0]; Ct[1]=Pt[1];

for i in 0..<22
    ER16(Ct[1], Ct[0], rk[i++])

Speck - Möglicher Angriff

  • Angriff der Rundenfunktion
  • ADD/XOR/ROT Operationen
void FuncER16(u16 *x, u16 *y, u16 k)
{
    u16 tmp_x = *x;
    u16 tmp_y = *y;

    *x = (((tmp_x)>>(7)) | ((tmp_x)<<(16-(7))));  // ROR(7)
    *x += *y;

    *x = *x ^ k;

    *y = (((tmp_y)<<(2)) | (tmp_y>>(16-(2))));   // ROL(2)
    *y = *y ^ *x;
}

Speck - Möglicher Angriff

Correlation Power Analysis

Theoretischer Angriff

Speck - Modell

Hamming Weight

T-Test

Angriff

Gegenmaßnahmen

Hiding

Hiding - Code

Hiding - T-Test

Korrelationen

Referenzen