論文の概要: On Borrowed Time -- Preventing Static Side-Channel Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.09001v2
• Date: Fri, 06 Dec 2024 14:56:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-09 15:52:58.041144
• Title: On Borrowed Time -- Preventing Static Side-Channel Analysis
• Title（参考訳）: 借用時間について -静的側チャネル解析の防止-
• Authors: Robert Dumitru, Thorben Moos, Andrew Wabnitz, Yuval Yarom,
• Abstract要約: 敵は静的な状態で集積回路の漏れや応答の振る舞いを悪用する。 このクラスのメンバーには、静的パワーサイドチャネル解析(SCA)、レーザー論理状態イメージング(LLSI)、インピーダンス解析(IA)がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.896152066919036
• License:
• Abstract: In recent years a new class of side-channel attacks has emerged. Instead of targeting device emissions during dynamic computation, adversaries now frequently exploit the leakage or response behaviour of integrated circuits in a static state. Members of this class include Static Power Side-Channel Analysis (SCA), Laser Logic State Imaging (LLSI) and Impedance Analysis (IA). Despite relying on different physical phenomena, they all enable the extraction of sensitive information from circuits in a static state with high accuracy and low noise -- a trait that poses a significant threat to many established side-channel countermeasures. In this work, we point out the shortcomings of existing solutions and derive a simple yet effective countermeasure. We observe that in order to realise their full potential, static side-channel attacks require the targeted data to remain unchanged for a certain amount of time. For some cryptographic secrets this happens naturally, for others it requires stopping the target circuit's clock. Our proposal, called Borrowed Time, hinders an attacker's ability to leverage such idle conditions, even if full control over the global clock signal is obtained. For that, by design, key-dependent data may only be present in unprotected temporary storage when strictly needed. Borrowed Time then continuously monitors the target circuit and upon detecting an idle state, securely wipes sensitive contents. We demonstrate the need for our countermeasure and its effectiveness by mounting practical static power SCA attacks against cryptographic systems on FPGAs, with and without Borrowed Time. In one case we attack a masked implementation and show that it is only protected with our countermeasure in place. Furthermore we demonstrate that secure on-demand wiping of sensitive data works as intended, affirming the theory that the technique also effectively hinders LLSI and IA.
• Abstract（参考訳）: 近年、新たなサイドチャネル攻撃が出現している。 動的計算中にデバイスエミッションをターゲットする代わりに、敵は静的な状態で集積回路のリークや応答の振る舞いを頻繁に利用している。 このクラスには、静的パワーサイドチャネル分析(SCA)、レーザー論理状態イメージング(LLSI)、インピーダンス解析(IA)が含まれる。 物理現象が異なるにもかかわらず、それらはすべて、高い精度と低ノイズで静的な状態の回路から機密情報を抽出することができる。 本稿では,既存のソリューションの欠点を指摘し,シンプルで効果的な対策を導出する。 我々は、彼らの潜在能力をフルに実現するために、静的なサイドチャネルアタックは、特定の時間にわたってターゲットデータを変更する必要があることを観察する。 いくつかの暗号シークレットでは、これは自然に起こるが、他の暗号シークレットでは、ターゲット回路のクロックを停止する必要がある。 我々の提案はBorrowed Timeと呼ばれ、たとえグローバルクロック信号を完全に制御できたとしても、攻撃者がそのようなアイドル状態を利用する能力を妨げます。 そのため、設計上、キーに依存しないデータは厳格に必要であれば、保護されていない一時的なストレージにのみ存在する可能性がある。 ボーリングタイムは、目標回路を継続的に監視し、アイドル状態を検出すると、センシティブなコンテンツを確実に消去する。 FPGA上での静的なSCA攻撃を,Borrowed Timeと無関係に行うことで,その対策とその効果を実証する。 1つのケースでは、マスクされた実装を攻撃し、その実装は我々の対策によってのみ保護されていることを示す。 さらに、この技術がLLSIやIAを効果的に阻害するという説を裏付けるとともに、センシティブなデータのセキュアなオンデマンドワイピングが意図通りに機能することを実証する。

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