nach oben

Erschienen in:

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Differential Fault Analysis on Midori

verfasst von : Wei Cheng, Yongbin Zhou, Laurent Sauvage

Erschienen in: Information and Communications Security

Verlag: Springer International Publishing

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

Midori is an energy-efficient lightweight block cipher published by Banik et al. in ASIACRYPT 2015, which consists of two variants with block sizes of 64-bit and 128-bit, respectively. In this paper, a new method is proposed to exploit cell-oriented fault propagation patterns in recognizing appropriate faulty ciphertexts and fault positions, which poses a serious threat to practical security of Midori. In light of this, we present a Differential Fault Attack against the Midori using cell-oriented fault model. Specifically, by inducing two random cell faults into the input of the antepenultimate round, our attack reduces the secret key search space from \(2^{128}\) to \(2^{32}\) for Midori-128 and from \(2^{128}\) to \(2^{80}\) for Midori-64, respectively. Our experiments confirmed that two faulty ciphertexts induced into the input of antepenultimate round could recover twelve in sixteen cells of subkey with over 80% probability.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Vorheriges Kapitel Low-Cost Hardware Implementation of Elliptic Curve Cryptography for General Prime Fields

Nächstes Kapitel Private Boolean Query Processing on Encrypted Data

Hong, D., Sung, J., Hong, S., Lim, J., Lee, S., Koo, B.-S., Lee, C., Chang, D., Lee, J., Jeong, K., Kim, H., Kim, J., Chee, S.: HIGHT: a new block cipher suitable for low-resource device. In: Goubin, L., Matsui, M. (eds.) CHES 2006. LNCS, vol. 4249, pp. 46–59. Springer, Heidelberg (2006). doi:10.1007/11894063_4 CrossRef

Shirai, T., Shibutani, K., Akishita, T., Moriai, S., Iwata, T.: The 128-bit blockcipher CLEFIA (extended abstract). In: Biryukov, A. (ed.) FSE 2007. LNCS, vol. 4593, pp. 181–195. Springer, Heidelberg (2007). doi:10.1007/978-3-540-74619-5_12 CrossRef

Bogdanov, A., Knudsen, L.R., Leander, G., Paar, C., Poschmann, A., Robshaw, M.J.B., Seurin, Y., Vikkelsoe, C.: PRESENT: An ultra-lightweight block cipher. In: Paillier, P., Verbauwhede, I. (eds.) CHES 2007. LNCS, vol. 4727, pp. 450–466. Springer, Heidelberg (2007). doi:10.1007/978-3-540-74735-2_31 CrossRef

Cannière, C., Dunkelman, O., Knežević, M.: KATAN and KTANTAN — a family of small and efficient hardware-oriented block ciphers. In: Clavier, C., Gaj, K. (eds.) CHES 2009. LNCS, vol. 5747, pp. 272–288. Springer, Heidelberg (2009). doi:10.1007/978-3-642-04138-9_20 CrossRef

Borghoff, J., Canteaut, A., Güneysu, T., Kavun, E.B., Knezevic, M., Knudsen, L.R., Leander, G., Nikov, V., Paar, C., Rechberger, C., Rombouts, P., Thomsen, S.S., Yalçın, T.: PRINCE – a low-latency block cipher for pervasive computing applications. In: Wang, X., Sako, K. (eds.) ASIACRYPT 2012. LNCS, vol. 7658, pp. 208–225. Springer, Heidelberg (2012). doi:10.1007/978-3-642-34961-4_14 CrossRef

Guo, J., Peyrin, T., Poschmann, A., Robshaw, M.: The LED block cipher. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 326–341. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-23951-9_22 CrossRef

Shibutani, K., Isobe, T., Hiwatari, H., Mitsuda, A., Akishita, T., Shirai, T.: Piccolo: an ultra-lightweight blockcipher. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 342–357. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-23951-9_23 CrossRef

Ray, B., Douglas, S., Jason, S., Stefan, T.-C., Bryan, W., Louis, W.: The SIMON and SPECK Families of Lightweight Block Ciphers. Cryptology ePrint Archive, Report 2013/404 (2013). http://eprint.iacr.org/

Banik, S., Bogdanov, A., Isobe, T., Shibutani, K., Hiwatari, H., Akishita, T., Regazzoni, F.: Midori: a block cipher for low energy. In: Iwata, T., Cheon, J.H. (eds.) ASIACRYPT 2015. LNCS, vol. 9453, pp. 411–436. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.1007/978-3-662-48800-3_17 CrossRef

10.

Cheng, Z., Wang, X.: Impossible Differential Cryptanalysis of Midori. Cryptology ePrint Archive, Report 2016/535 (2016). http://eprint.iacr.org/

11.

Lin, L., Wu, W.: Meet-in-the-Middle Attacks on Reduced-Round Midori-64. Cryptology ePrint Archive, Report 2015/1165 (2015). http://eprint.iacr.org/

12.

Dong, X., Shen, Y.: Cryptanalysis of Reduced-Round Midori64 Block Cipher. Cryptology ePrint Archive, Report 2016/676 (2016). http://eprint.iacr.org/

13.

Biham, E., Shamir, A.: Differential cryptanalysis of DES-like cryptosystems. In: Menezes, A.J., Vanstone, S.A. (eds.) CRYPTO 1990. LNCS, vol. 537, pp. 2–21. Springer, Heidelberg (1991). doi:10.1007/3-540-38424-3_1 CrossRef

14.

Giraud, C.: DFA on AES. In: Dobbertin, H., Rijmen, V., Sowa, A. (eds.) AES 2004. LNCS, vol. 3373, pp. 27–41. Springer, Heidelberg (2005). doi:10.1007/11506447_4 CrossRef

15.

Mukhopadhyay, D.: An improved fault based attack of the advanced encryption standard. In: Preneel, B. (ed.) AFRICACRYPT 2009. LNCS, vol. 5580, pp. 421–434. Springer, Heidelberg (2009). doi:10.1007/978-3-642-02384-2_26 CrossRef

16.

Tunstall, M., Mukhopadhyay, D., Ali, S.: Differential fault analysis of the advanced encryption standard using a single fault. In: Ardagna, C.A., Zhou, J. (eds.) WISTP 2011. LNCS, vol. 6633, pp. 224–233. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-21040-2_15 CrossRef

17.

Hemme, L.: A differential fault attack against early rounds of (triple-)DES. In: Joye, M., Quisquater, J.-J. (eds.) CHES 2004. LNCS, vol. 3156, pp. 254–267. Springer, Heidelberg (2004). doi:10.1007/978-3-540-28632-5_19 CrossRef

18.

Li, R., Sun, B., Li, C., You, J.: Differential fault analysis on SMS4 using a single fault. J. Inf. Process. Lett. 111(4), 156–163 (2011)MathSciNetCrossRefMATH

19.

Wu, W., Zhang, L.: Differential fault analysis on SMS4. J. Int. J. Comput. Intell. Syst. 9, 011 (2006)

20.

Li, W., Gu, D., Xia, X., Zhao, C., Liu, Z., Liu, Y., Wang, Q.: Single byte differential fault analysis on the LED lightweight cipher in the wireless sensor network. J. Int. J. Comput. Intell. Syst. 5(5), 896–904 (2012)CrossRef

Titel: Differential Fault Analysis on Midori
verfasst von: Wei Cheng
Yongbin Zhou
Laurent Sauvage
Verlag: Springer International Publishing
Buch: Information and Communications Security
Print ISBN: 978-3-319-50010-2

Electronic ISBN: 978-3-319-50011-9

Copyright-Jahr: 2016
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-50011-9_24

Springer Professional

Abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Springer Professional "Technik"

Springer Professional "Wirtschaft"