論文の概要: On the Masking-Friendly Designs for Post-Quantum Cryptography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.08040v1
• Date: Tue, 14 Nov 2023 10:00:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-18 23:22:19.336181
• Title: On the Masking-Friendly Designs for Post-Quantum Cryptography
• Title（参考訳）: ポスト量子暗号におけるマスキングフレンドリーな設計について
• Authors: Suparna Kundu, Angshuman Karmakar, Ingrid Verbauwhede,
• Abstract要約: マスキングはよく知られており、確実にサイドチャネル攻撃に対する対策である。 マスキング対策を統合する際の性能オーバーヘッドは、暗号アルゴリズムの設計選択に大きく影響される。 設計決定は、マスキング対策を格子ベースの暗号に組み込むことの効率に大きな影響を与えることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.781461941357047
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Masking is a well-known and provably secure countermeasure against side-channel attacks. However, due to additional redundant computations, integrating masking schemes is expensive in terms of performance. The performance overhead of integrating masking countermeasures is heavily influenced by the design choices of a cryptographic algorithm and is often not considered during the design phase. In this work, we deliberate on the effect of design choices on integrating masking techniques into lattice-based cryptography. We select Scabbard, a suite of three lattice-based post-quantum key-encapsulation mechanisms (KEM), namely Florete, Espada, and Sable. We provide arbitrary-order masked implementations of all the constituent KEMs of the Scabbard suite by exploiting their specific design elements. We show that the masked implementations of Florete, Espada, and Sable outperform the masked implementations of Kyber in terms of speed for any order masking. Masked Florete exhibits a $73\%$, $71\%$, and $70\%$ performance improvement over masked Kyber corresponding to the first-, second-, and third-order. Similarly, Espada exhibits $56\%$, $59\%$, and $60\%$ and Sable exhibits $75\%$, $74\%$, and $73\%$ enhanced performance for first-, second-, and third-order masking compared to Kyber respectively. Our results show that the design decisions have a significant impact on the efficiency of integrating masking countermeasures into lattice-based cryptography.
• Abstract（参考訳）: マスキングはよく知られており、確実にサイドチャネル攻撃に対する対策である。 しかし、余分な計算が加わったため、マスキング方式の統合は性能面では高価である。 マスキング対策を統合する際の性能オーバーヘッドは、暗号アルゴリズムの設計選択に大きく影響され、設計段階では考慮されないことが多い。 本研究では,マスキング手法を格子型暗号に組み込む際の設計選択の影響について検討する。 Scabbardは3つの格子ベースの後量子鍵カプセル化機構(KEM)、すなわちFlorete、Espada、Sableのスイートである。 我々は、Scabbard スイートのすべての構成 KEM の任意の順序マスキング実装を、その設計要素を利用して提供する。 本研究では,フローレート,エスパダ,サブルのマスク実装が,任意の順序マスキングの速度において,キーバーのマスク実装よりも優れていることを示す。 Masked Floreteは、第1位、第2位、第3位に対応して、マスクされたKyberよりも7,3 %、$7,1 %、$70 %のパフォーマンス向上を示している。 同様に、Espadaは$56\%$、$59\%$、$60\%$、Sableは$75\%$、$74\%$、$73\%$はKyberと比較すると、それぞれ第1、第2、第3のマスキングでパフォーマンスが向上している。 以上の結果から,設計決定はマスキング対策を格子型暗号に組み込むことの効率に大きく影響していることがわかった。

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