論文の概要: A Comprehensive Survey on the Implementations, Attacks, and Countermeasures of the Current NIST Lightweight Cryptography Standard

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.06222v1
• Date: Thu, 13 Apr 2023 02:29:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-04-17 15:48:31.499240
• Title: A Comprehensive Survey on the Implementations, Attacks, and Countermeasures of the Current NIST Lightweight Cryptography Standard
• Title（参考訳）: 現在のNISTライトウェイト暗号標準の実装・攻撃・対策に関する包括的調査
• Authors: Jasmin Kaur, Alvaro Cintas Canto, Mehran Mozaffari Kermani, Reza Azarderakhsh
• Abstract要約: この調査は、2023年に標準化された現在の軽量暗号の標準に関する最初の研究である。 軽量暗号は、資源に制約のある組込みシステムを確保する上で重要な役割を担っている。 NISTは軽量暗号の標準化プロセスを開始した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.055054374525828
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This survey is the first work on the current standard for lightweight cryptography, standardized in 2023. Lightweight cryptography plays a vital role in securing resource-constrained embedded systems such as deeply-embedded systems (implantable and wearable medical devices, smart fabrics, smart homes, and the like), radio frequency identification (RFID) tags, sensor networks, and privacy-constrained usage models. National Institute of Standards and Technology (NIST) initiated a standardization process for lightweight cryptography and after a relatively-long multi-year effort, eventually, in Feb. 2023, the competition ended with ASCON as the winner. This lightweight cryptographic standard will be used in deeply-embedded architectures to provide security through confidentiality and integrity/authentication (the dual of the legacy AES-GCM block cipher which is the NIST standard for symmetric key cryptography). ASCON's lightweight design utilizes a 320-bit permutation which is bit-sliced into five 64-bit register words, providing 128-bit level security. This work summarizes the different implementations of ASCON on field-programmable gate array (FPGA) and ASIC hardware platforms on the basis of area, power, throughput, energy, and efficiency overheads. The presented work also reviews various differential and side-channel analysis attacks (SCAs) performed across variants of ASCON cipher suite in terms of algebraic, cube/cube-like, forgery, fault injection, and power analysis attacks as well as the countermeasures for these attacks. We also provide our insights and visions throughout this survey to provide new future directions in different domains. This survey is the first one in its kind and a step forward towards scrutinizing the advantages and future directions of the NIST lightweight cryptography standard introduced in 2023.
• Abstract（参考訳）: この調査は、2023年に標準化された現在の軽量暗号標準に関する最初の調査である。 軽量暗号は、深く埋め込まれたシステム(実装可能でウェアラブルな医療機器、スマートファブリック、スマートホームなど)、無線周波数識別(RFID)タグ、センサーネットワーク、プライバシーに制約のある利用モデルなど、リソースに制約のある組み込みシステムを保護する上で重要な役割を果たす。 NIST(National Institute of Standards and Technology)は、軽量暗号の標準化プロセスを開始し、比較的長期にわたる複数年の努力を経て、2023年2月にASCONが勝者となった。 この軽量暗号規格は、秘密性と整合性/認証(秘密鍵暗号のNIST規格であるAES-GCMブロック暗号の2倍)を通じてセキュリティを提供するために、深く埋め込まれたアーキテクチャで使用される。 ASCONの軽量な設計では、320ビットの置換を5つの64ビットレジスタワードにビットスライスし、128ビットレベルのセキュリティを提供する。 この研究は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)とASICハードウェアプラットフォームにおけるASCONの異なる実装を、面積、電力、スループット、エネルギー、効率のオーバーヘッドに基づいてまとめたものである。 また,ascon暗号スイートの変形に対して,代数的,立方体的/キューブ的,偽造的,フォールトインジェクション,電力解析攻撃,およびこれらの攻撃対策について,各種の差分およびサイドチャネル解析攻撃(scas)について検討した。 調査全体を通じて洞察とビジョンを提供し、さまざまな領域で新たな方向性を提供しています。 この調査は、2023年に導入されたNISTライトウェイト暗号標準の利点と今後の方向性を精査する第一歩となる。

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