論文の概要: Securing Optimized Code Against Power Side Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02614v1
• Date: Wed, 6 Jul 2022 12:06:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-07-07 14:23:51.759386
• Title: Securing Optimized Code Against Power Side Channels
• Title（参考訳）: パワーサイドチャネルに対する最適化コードのセキュア化
• Authors: Rodothea Myrsini Tsoupidi, Roberto Casta\~neda Lozano, Elena Troubitsyna and Panagiotis Papadimitratos
• Abstract要約: セキュリティエンジニアは、コンパイラの最適化をオフにしたり、ローカルでコンパイル後の変換を実行することで、コードの効率を犠牲にすることが多い。 本稿では,最適化されたセキュアなコードを生成する制約ベースのコンパイラであるSecConCGを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.589424114251205
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Side-channel attacks impose a serious threat to cryptographic algorithms, including widely employed ones, such as AES and RSA, taking advantage of the algorithm implementation in hardware or software to extract secret information via timing and/or power side-channels. Software masking is a software mitigation approach against power side-channel attacks, aiming at hiding the secret-revealing dependencies from the power footprint of a vulnerable implementation. However, this type of software mitigation often depends on general-purpose compilers, which do not preserve non-functional properties. Moreover, microarchitectural features, such as the memory bus and register reuse, may also reveal secret information. These abstractions are not visible at the high-level implementation of the program. Instead, they are decided at compile time. To remedy these problems, security engineers often sacrifice code efficiency by turning off compiler optimization and/or performing local, post-compilation transformations. This paper proposes SecConCG, a constraint-based compiler approach that generates optimized yet secure code. SecConCG controls the quality of the mitigated program by efficiently searching the best possible low-level implementation according to a processor cost model. In our experiments with ten masked implementations on MIPS32 and ARM Cortex M0, SecConCG speeds up the generated code from 10% to 10x compared to non-optimized secure code at a small overhead of up to 7% compared to non-secure optimized code. For security and compiler researchers, this paper proposes a formal model to generate secure low-level code. For software engineers, SecConCG provides a practical approach to optimize code that preserves security properties.
• Abstract（参考訳）: サイドチャネル攻撃は、AESやRSAといった広く使われている暗号アルゴリズムに深刻な脅威を与え、ハードウェアやソフトウェアにおけるアルゴリズムの実装を利用して、タイミングおよび/またはパワーサイドチャネルを介して秘密情報を抽出する。 ソフトウェアマスキング(software masking)は、脆弱な実装の電力フットプリントから秘密保護の依存関係を隠すことを目的とした、パワーサイドチャネル攻撃に対するソフトウェア緩和アプローチである。 しかし、この種のソフトウェア緩和は汎用コンパイラに依存し、非機能特性を保存しないことが多い。 さらに、メモリバスやレジスタの再利用といったマイクロアーキテクチャの特徴も秘密情報を明らかにする可能性がある。 これらの抽象化はプログラムの高レベルな実装では見えない。 代わりにコンパイル時に決定される。 これらの問題を解決するため、セキュリティエンジニアはコンパイラの最適化をオフにしたり、コンパイル後のローカル変換を実行することでコードの効率を犠牲にすることが多い。 本稿では,最適化されたセキュアなコードを生成する制約ベースのコンパイラであるSecConCGを提案する。 SecConCGは、プロセッサコストモデルに従って、最大限の低レベル実装を効率的に探索することにより、緩和プログラムの品質を制御する。 MIPS32とARM Cortex M0の10のマスク付き実装による実験では、SecConCGは生成したコードを10%から10倍に高速化します。 セキュリティとコンパイラの研究者のために,本稿では,セキュアな低レベルコードを生成する形式モデルを提案する。 ソフトウェアエンジニアにとって、SecConCGは、セキュリティプロパティを保存するコードの最適化に実用的なアプローチを提供する。

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