Paper published at Eurocrypt 2024: Connecting Leakage-Resilient Secret Sharing to Practice: Scaling Trends and Physical Dependencies of Prime Field Masking

Sebastian Faust, Loïc Masure, Elena Micheli, Maximilian Orlt, François-Xavier Standaert

23.05.2024

Diese Arbeit untersucht die grundlegenden Sicher­heits­eigen­schaften von Additionsoperationen innerhalb von Primfeldern und deren Bedeutung für den Aufbau von Gegenmaßnahmen gegen Seitenkanalattacken. Die For­schungs­arbeit konzentriert sich auf zwei prominente Seitenkanalinformationen, die von Angriffen ausgenutzt werden: Bit-Leakage und Hamming-Gewichts-Leakage. Die Herausforderung besteht darin, physische Sicherheit und effiziente Implementierung beim Entwerfen dieser Gegenmaßnahmen in Einklang zu bringen. Allerdings beschreiben die aktuellen Sicherheitsanalysen dieser Gegenmaßnahmen nicht, wie die Anfälligkeit für Seitenkanalattacken mit unterschiedlichen Primzahlen und deren jeweiligen Größen variiert. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen einen grundlegenden Trend: Während größere Primfelder das Risiko von Bit-Leakage verstärken, kann die Erhöhung der Feldgröße exponentielle Sicherheitsverbesserungen für Hamming-Gewichts-Leakage bewirken.

Diese Beobachtung stellt einen wesentlichen Fortschritt dar, um zukünftige kryptographische Verfahren zu entwickeln, die über große Primfelder arbeiten. Zudem unterstreicht sie die Notwendigkeit weiterer Forschung, um Seitenkanalattacken besser zu verstehen und zu charakterisieren, um langfristig einen besseren Schutz zu gewährleisten.