speck_cpa_cw/presentation/slides.md

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title: Implementation Attacks author: Robin Dietrich & Marius Schwarz

data: 01.02.22

Agenda

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

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Bedeutung von Seitenkanalangriffen

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Voraussetzungen für erfolgreichen Angriff

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Speck

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

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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

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Speck - Rundenfunktion

{width=400px}

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

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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++])

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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;
}

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Speck - Möglicher Angriff

• Der Roundkey steckt in der XOR Operation

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Correlation Power Analysis

• Variante von Differential Power Analysis (DPA)
• Nutzt Pearson Correlation Coefficient (PCC)
• Bei Speck: Korrelation zwischen Power-Trace und Key

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Theoretischer Angriff

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Speck - Modell

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Hamming Weight

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T-Test

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Angriff

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Gegenmaßnahmen

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Hiding

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Hiding - Code

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Hiding - T-Test

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Korrelationen

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Referenzen