Symmetrische Chiffren mit Inhärenter Physikalischer Sicherheit (SuCCESS)

• Antragsteller: Professor Dr. Gregor Leander; Professor Dr. Amir Moradi
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme ; Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406956718

• Erstellungsjahr: 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ziel dieses Projekts war die Entwicklung effizienter und sicherer symmetrischer kryptographischer Primitive unter Berücksichtigung von Gegenmaßnahmen gegen physische Angriffe. Als Ergebnis haben wir drei verschiedene Blockchiffren eingeführt, die jeweils für bestimmte Anwendungen optimiert sind. Die erste Blockchiffre, CRAFT, ist so optimiert, dass sie bei minimalem Overhead Schutz gegen Fault-Injection-Angriffe bietet. Als Nächstes haben wir SPOOK eingeführt, das Sicherheit gegen Seitenkanalangriffe bei geringen Energiekosten bieten soll. SPEEDY ist die letzte Blockchiffre, eine Blockchiffre mit extrem niedriger Latenz, die für den Einsatz in sicheren Caches oder anderen Anwendungen, die eine Hochgeschwindigkeitsverschlüsselung erfordern, entwickelt wurde. Im nächsten Schritt haben wir unter Berücksichtigung von CRAFT mehrere Methoden zum Schutz vor Fault-Injection-Angriffen auf der Grundlage von linearen Codes vorgeschlagen. Darüber hinaus haben wir ein Werkzeug entwickelt, mit dem die Sicherheit eines Entwurfs gegen Fault-Injection-Angriffe unter verschiedenen Angreifermodellen überprüft werden kann. Wir haben auch neue Techniken eingeführt, um die Gesamtkosten von Maskierungsschemata in Hardwareplattformen zu reduzieren, insbesondere im Hinblick auf die neue Zufälligkeit und die Latenzzeit, gemessen in der Anzahl der Taktzyklen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• CRAFT: lightweight tweakable block cipher with efficient protection against DFA attacks. IACR Trans. Symmetric Cryptol., 2019(1):5– 45, 2019
  C. Beierle, G. Leander, A. Moradi & S. Rasoolzadeh
  
• Impeccable Circuits II. 2020 57th ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC), 1-6. IEEE.
  Shahmirzadi, Aein Rezaei; Rasoolzadeh, Shahram & Moradi, Amir
  
• Re-Consolidating First-Order Masking Schemes. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 305-342.
  Rezaei, Shahmirzadi Aein & Moradi, Amir
  
• Spongebased leakage-resistant authenticated encryption with a masked tweakable block cipher. IACR Trans. Symmetric Cryptol., 2020(S1):295–349, 2020.
  D. Bellizia, F. Berti, O. Bronchain, G. Cassiers, S. Duval, C. Guo, G. Leander, G. Leurent, I. Levi, C. Momin, O. Pereira, T. Peters, F. Standaert, B. Udvarhelyi & F. Wiemer
  
• Cryptanalysis of Efficient Masked Ciphers: Applications to Low Latency. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 679-721.
  Beyne, Tim; Dhooghe, Siemen; Moradi, Amir & Rezaei, Shahmirzadi Aein
  
• Impeccable Circuits III. 2021 IEEE International Test Conference (ITC), 163-169. IEEE.
  Rasoolzadeh, Shahram; Shahmirzadi, Aein Rezaei & Moradi, Amir
  
• Second-Order SCA Security with almost no Fresh Randomness. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 708-755.
  Rezaei, Shahmirzadi Aein & Moradi, Amir
  
• The SPEEDY Family of Block Ciphers. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 510-545.
  Leander, Gregor; Moos, Thorben; Moradi, Amir & Rasoolzadeh, Shahram
  
• Low-Latency and Low-Randomness Second-Order Masked Cubic Functions. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 113-152.
  Rezaei, Shahmirzadi Aein; Dhooghe, Siemen & Moradi, Amir
  
• Second-Order Low-Randomness d + 1 Hardware Sharing of the AES. Proceedings of the 2022 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security, 815-828. ACM.
  Dhooghe, Siemen; Shahmirzadi, Aein Rezaei & Moradi, Amir