論文の概要: A Hardware-Friendly Shuffling Countermeasure Against Side-Channel Attacks for Kyber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.02452v1
- Date: Tue, 2 Jul 2024 17:29:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-03 14:27:11.819908
- Title: A Hardware-Friendly Shuffling Countermeasure Against Side-Channel Attacks for Kyber
- Title（参考訳）: キーバーのサイドチャネル攻撃に対するハードウェアフレンドリーなシャッフル対策
- Authors: Dejun Xu, Kai Wang, Jing Tian,
- Abstract要約: CRYSTALS-Kyber(別名Kyber)は、唯一の鍵カプセル化機構(KEM)方式として標準化されている。
実装上のサイドチャネルアタック(SCA)は、今後の移行に向けて十分に検討する必要がある。
本稿では,新しいコンパクトシャッフルアーキテクチャを取り入れた,キーバーのセキュアで効率的なハードウェア実装を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.413722095749492
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: CRYSTALS-Kyber (a.k.a. Kyber) has been drafted to be standardized as the only key encapsulation mechanism (KEM) scheme by the national institute of standards and technology (NIST) to withstand attacks by large-scale quantum computers. However, the side-channel attack (SCA) on its implementation is still needed to be well considered for the upcoming migration. In this brief, we propose a secure and efficient hardware implementation for Kyber by incorporating a novel compact shuffling architecture. First of all, we modify the Fisher-Yates shuffle to make it more hardware-friendly. We then design an optimized shuffling architecture for the well-known open-source Kyber hardware implementation to enhance the security of all the potential side-channel leakage points. Finally, we implement the modified Kyber design on FPGA and evaluate its security and performance. The security is verified by conducting the correlation power analysis (CPA) attacks on the hardware. Meanwhile, FPGA place-and-route results show that the proposed design reports only 8.7% degradation on the hardware efficiency compared with the original unprotected version, much better than existing hiding schemes.
- Abstract（参考訳）: CRYSTALS-Kyber(別名Kyber)は、大規模な量子コンピュータによる攻撃に耐えるために、国立標準技術研究所(NIST)による唯一の鍵カプセル化機構(KEM)スキームとして標準化されている。
しかし、その実装上のサイドチャネルアタック(SCA)は、今後の移行に向けて十分に検討する必要がある。
本稿では,新しいコンパクトシャッフルアーキテクチャを取り入れた,キーバーのセキュアで効率的なハードウェア実装を提案する。
まず、Fisher-Yatesシャッフルを改造して、よりハードウェアフレンドリーにします。
そこで我々は,オープンソースのKyberハードウェア実装のために最適化されたシャッフルアーキテクチャを設計し,すべての潜在的なサイドチャネルリークポイントのセキュリティを強化する。
最後に,FPGAに改良Kyber設計を実装し,そのセキュリティと性能を評価する。
ハードウェアに相関電力解析(CPA)攻撃を施すことで、セキュリティを検証する。
一方、FPGAのプレース・アンド・ルートの結果は、既存の隠れ方式に比べてハードウェア効率が8.7%低下したことを報告している。
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