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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Differential Fault Attacks on KLEIN

verfasst von : Michael Gruber, Bodo Selmke

Erschienen in: Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

This paper proposes two Differential Fault Attacks on the lightweight block cipher KLEIN. Variant one targets the intermediate state of the cipher. Using at least five faulty ciphertexts, the attacker is able to determine the last round key. The second variant, which works only on KLEIN-64, injects a byte-fault in the key schedule and requires at least four faulty ciphertexts in order to determine the whole key. Furthermore, we demonstrate the efficiency of both attack methods by simulation.

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Fußnoten
1
|| denotes a concatenation.
 
2
There are two additional publications in chinese: A DFA by Wang et al. [13] and a DFA by Cunyan et al. [4]. However, the latter obviously uses the generic approach of injecting single-bit faults before the last S-Box operation to exploit the differential distribution table (cf. the appendix of the original KLEIN publication [6]) and discard key hypotheses which lead to impossible differentials.
 
3
i.e. for the attack on the key schedule, \(complexity = 2^{\prod _{i=0}^{7} |ARK^{R}_{i}|}\).
 
Literatur
4.
Zurück zum Zitat Cunyang, F., Yuechuan, W., Xiaozhong, P.: A differential fault analysis method for KLEIN cipher. Comput. Appl. Softw. 32, 6 (2015) Cunyang, F., Yuechuan, W., Xiaozhong, P.: A differential fault analysis method for KLEIN cipher. Comput. Appl. Softw. 32, 6 (2015)
8.
Zurück zum Zitat Kim, C.H.: Improved differential fault analysis on AES key schedule. IEEE Trans. Inf. Forensics Secur. 7(1), 41–50 (2012)CrossRef Kim, C.H.: Improved differential fault analysis on AES key schedule. IEEE Trans. Inf. Forensics Secur. 7(1), 41–50 (2012)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat NIST FIPS Pub. 197: Advanced encryption standard (AES). Federal Information Processing Standards Publication 197(441):0311 (2001) NIST FIPS Pub. 197: Advanced encryption standard (AES). Federal Information Processing Standards Publication 197(441):0311 (2001)
13.
Zurück zum Zitat Wang, Y.-J., Ren, Q.-Y., Zhang, S.-Y.: Differential fault attack on lightweight block cipher KLEIN. Tongxin Xuebao/J. Commun. 37, 111–115 (2016). 10 Wang, Y.-J., Ren, Q.-Y., Zhang, S.-Y.: Differential fault attack on lightweight block cipher KLEIN. Tongxin Xuebao/J. Commun. 37, 111–115 (2016). 10
14.
Zurück zum Zitat Yoshikawa, H., Kaminaga, M., Shikoda, A., Suzuki, T.: Round addition DFA on lightweight block ciphers with on-the-fly key scheduling. Int. J. Math. Comput. Sci. 9(9), 1 (2006) Yoshikawa, H., Kaminaga, M., Shikoda, A., Suzuki, T.: Round addition DFA on lightweight block ciphers with on-the-fly key scheduling. Int. J. Math. Comput. Sci. 9(9), 1 (2006)
Metadaten
Titel
Differential Fault Attacks on KLEIN
verfasst von
Michael Gruber
Bodo Selmke
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-16350-1_6