論文の概要: REPQC: Reverse Engineering and Backdooring Hardware Accelerators for Post-quantum Cryptography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.09352v1
- Date: Thu, 14 Mar 2024 12:57:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-17 13:28:07.656024
- Title: REPQC: Reverse Engineering and Backdooring Hardware Accelerators for Post-quantum Cryptography
- Title（参考訳）: REPQC:ポスト量子暗号のためのリバースエンジニアリングとバックドアハードウェア加速器
- Authors: Samuel Pagliarini, Aikata Aikata, Malik Imran, Sujoy Sinha Roy,
- Abstract要約: PQCハードウェアアクセラレータは、チップサプライチェーンにある2つの異なる敵によってバックドア化可能であることを示す。
本稿では,ハッシュ操作を確実に識別できる高度なリバースエンジニアリングアルゴリズムREPQCを提案する。
敵は悪質な論理をステルスなハードウェアトロイの木馬(HTH)の形で挿入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.458904989691539
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Significant research efforts have been dedicated to designing cryptographic algorithms that are quantum-resistant. The motivation is clear: robust quantum computers, once available, will render current cryptographic standards vulnerable. Thus, we need new Post-Quantum Cryptography (PQC) algorithms, and, due to the inherent complexity of such algorithms, there is also a demand to accelerate them in hardware. In this paper, we show that PQC hardware accelerators can be backdoored by two different adversaries located in the chip supply chain. We propose REPQC, a sophisticated reverse engineering algorithm that can be employed to confidently identify hashing operations (i.e., Keccak) within the PQC accelerator - the location of which serves as an anchor for finding secret information to be leaked. Armed with REPQC, an adversary proceeds to insert malicious logic in the form of a stealthy Hardware Trojan Horse (HTH). Using Dilithium as a study case, our results demonstrate that HTHs that increase the accelerator's layout density by as little as 0.1\% can be inserted without any impact on the performance of the circuit and with a marginal increase in power consumption. An essential aspect is that the entire reverse engineering in REPQC is automated, and so is the HTH insertion that follows it, empowering adversaries to explore multiple HTH designs and identify the most suitable one.
- Abstract（参考訳）: 量子耐性のある暗号アルゴリズムの設計に重要な研究努力が注がれている。
堅牢な量子コンピュータが利用可能になると、現在の暗号化標準が脆弱になる。
したがって、新しいポスト量子暗号(PQC)アルゴリズムが必要であり、そのようなアルゴリズムの本質的な複雑さのため、ハードウェアでそれらを高速化する必要がある。
本稿では,PQCハードウェアアクセラレータを,チップサプライチェーン内の2つの異なる敵によってバックドアすることができることを示す。
本稿では,PQCアクセラレータ内のハッシュ操作(例えばKeccak)を確実に識別する,高度なリバースエンジニアリングアルゴリズムであるREPQCを提案する。
REPQCで武装した敵は、悪質なロジックをステルスなハードウェアトロイの木馬(HTH)の形で挿入する。
ディリシウムを研究ケースとして用いた結果, 回路性能に影響を与えず, 消費電力が限界的に増加することなく, 加速器のレイアウト密度を0.1 %程度増加させるHTHを挿入できることが判明した。
重要な側面は、REPQCのリバースエンジニアリング全体が自動化されており、それに続くHTH挿入も行われ、敵は複数のHTH設計を探索し、最も適した設計を特定することができる。
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