Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Cryptographic Boolean Functions for Threshold Implementations

Alternativ tittel: Kryptografiske boolske funksjoner for terskelimplementasjoner

Tildelt: kr 10,5 mill.

Kryptografiske chiffer beskytter kommunikasjonen vår mot uautorisert tilgang. Slike chiffer er i bruk overalt: nettlesere, mobiltelefoner, betalingskort, tv-dekodere, smartkort osv. Det faktum at stadig flere innvevde systemer anvender disse algoritmene, gjør de relativt nylige sidekanalsangrepene (SKA) til en stor trussel: Utilsiktet lekkasje av informasjon under utførelsen av chifferne kan føre til en degradering av sikkerheten. Kryptografiske systemer som de beste klassiske angrep bruker årtusener på å forsere, kan ofte forseres i løpet av sekunder med SKA dersom implementasjonen ikke inkluderer mottiltak. Utformingen av mottiltak som ikke fører til en for stor økning i silisiumarealet til implementasjonen, er derfor en fremtredende oppgave i dag. Dette er en utfordring siden implementasjoner ikke bare må være trygge i dag, men også i kommende år. Målet med dette prosjektet er å finne nye kriterier for design av kryptografiske funksjoner som fører til økt beskyttelse mot både matematisk kryptoanalyse og SKA. For beskyttelse mot SKA vil fokuset være på såkalte terskelimplementasjoner ("threshold implementations") som nylig har blitt foreslått som mottiltak mot SKA.

Cryptographic ciphers serve the very important function of securing our every day communication and data against unauthorised access. They are in use everywhere: web-browsers, mobile phones, payment cards, tv-decoders, smart cards, etc. The fact that more and more of them are now run in embedded devices makes the rather recent side channel attacks (SCA) a huge threat: unwanted information leakage during the execution of the algorithms can potentially compromise their security. Cryptosystems for which the best known classical attacks would need millennia to extract the private key have their implementation broken in a few seconds by SCA if they do not include countermeasures. The design of such countermeasures which would not extend too much the silicon area is therefore a prominent task nowadays. This is a challenge since they need to be safe to use not only today, but also in the coming years. The present project deals with those Boolean functions that are used as S-boxes in block ciphers, within the context of Threshold Implementations (TI). The principle of TI is to design S-boxes in such a way as to allow "natural" resistance against SCA without the need to include too much randomness into the implementation of a cryptosystem. Then these implementations consolidate the resilience of cryptographic primitives against cryptanalytic attacks on their hardware implementations, while ensuring the minimization of the silicon area. The idea is appealing but much remains to be done in this matter, both to transform the S-boxes used in existing cryptosystems and to design others from scratch. Our plan is to study Boolean functions and address these problems with the ultimate aim of being able to provide constructions offering assured future-proof security that are also efficient in hardware. This needs competences in both Boolean functions and SCA, and we think such hard-to-find skills come together in this project team.

Aktivitet:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek