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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Getting the Most Out of Leakage Detection

Statistical Tools and Measurement Setups Hand in Hand

verfasst von : Santos Merino del Pozo, François-Xavier Standaert

Erschienen in: Constructive Side-Channel Analysis and Secure Design

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In this work, we provide a concrete investigation of the gains that can be obtained by combining good measurement setups and efficient leakage detection tests to speed up evaluation times. For this purpose, we first analyze the quality of various measurement setups. Then, we highlight the positive impact of a recent proposal for efficient leakage detection, based on the analysis of a (few) pair(s) of plaintexts. Finally, we show that the combination of our best setups and detection tools allows detecting leakages for a noisy threshold implementation of the block cipher PRESENT after an intensive measurement phase, while either worse setups or less efficient detection tests would not succeed in detecting these leakages. Overall, our results show that a combination of good setups and fast leakage detection can turn security evaluation times from days to hours (for first-order secure implementations) and even from weeks to days (for higher-order secure implementations).

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Balasch, J., Gierlichs, B., Reparaz, O., Verbauwhede, I.: DPA, bitslicing and masking at 1 GHz. In: Güneysu, T., Handschuh, H. (eds.) CHES 2015. LNCS, vol. 9293, pp. 599–619. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.1007/978-3-662-48324-4_30 CrossRef Balasch, J., Gierlichs, B., Reparaz, O., Verbauwhede, I.: DPA, bitslicing and masking at 1 GHz. In: Güneysu, T., Handschuh, H. (eds.) CHES 2015. LNCS, vol. 9293, pp. 599–619. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.​1007/​978-3-662-48324-4_​30 CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Bilgin, B., Gierlichs, B., Nikova, S., Nikov, V., Rijmen, V.: A more efficient AES threshold implementation. In: Pointcheval, D., Vergnaud, D. (eds.) AFRICACRYPT 2014. LNCS, vol. 8469, pp. 267–284. Springer, Cham (2014). doi:10.1007/978-3-319-06734-6_17 CrossRef Bilgin, B., Gierlichs, B., Nikova, S., Nikov, V., Rijmen, V.: A more efficient AES threshold implementation. In: Pointcheval, D., Vergnaud, D. (eds.) AFRICACRYPT 2014. LNCS, vol. 8469, pp. 267–284. Springer, Cham (2014). doi:10.​1007/​978-3-319-06734-6_​17 CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Bilgin, B., Gierlichs, B., Nikova, S., Nikov, V., Rijmen, V.: Higher-order threshold implementations. In: Sarkar, P., Iwata, T. (eds.) ASIACRYPT 2014. LNCS, vol. 8874, pp. 326–343. Springer, Heidelberg (2014). doi:10.1007/978-3-662-45608-8_18 Bilgin, B., Gierlichs, B., Nikova, S., Nikov, V., Rijmen, V.: Higher-order threshold implementations. In: Sarkar, P., Iwata, T. (eds.) ASIACRYPT 2014. LNCS, vol. 8874, pp. 326–343. Springer, Heidelberg (2014). doi:10.​1007/​978-3-662-45608-8_​18
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Zurück zum Zitat Brier, E., Clavier, C., Olivier, F.: Correlation power analysis with a leakage model. In: Joye, M., Quisquater, J.-J. (eds.) CHES 2004. LNCS, vol. 3156, pp. 16–29. Springer, Heidelberg (2004). doi:10.1007/978-3-540-28632-5_2 CrossRef Brier, E., Clavier, C., Olivier, F.: Correlation power analysis with a leakage model. In: Joye, M., Quisquater, J.-J. (eds.) CHES 2004. LNCS, vol. 3156, pp. 16–29. Springer, Heidelberg (2004). doi:10.​1007/​978-3-540-28632-5_​2 CrossRef
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Zurück zum Zitat Duc, A., Faust, S., Standaert, F.-X.: Making masking security proofs concrete. In: Oswald, E., Fischlin, M. (eds.) EUROCRYPT 2015. LNCS, vol. 9056, pp. 401–429. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.1007/978-3-662-46800-5_16 Duc, A., Faust, S., Standaert, F.-X.: Making masking security proofs concrete. In: Oswald, E., Fischlin, M. (eds.) EUROCRYPT 2015. LNCS, vol. 9056, pp. 401–429. Springer, Heidelberg (2015). doi:10.​1007/​978-3-662-46800-5_​16
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Zurück zum Zitat Durvaux, F., Standaert, F.-X.: From improved leakage detection to the detection of points of interests in leakage traces. In: Fischlin, M., Coron, J.-S. (eds.) EUROCRYPT 2016. LNCS, vol. 9665, pp. 240–262. Springer, Heidelberg (2016). doi:10.1007/978-3-662-49890-3_10 CrossRef Durvaux, F., Standaert, F.-X.: From improved leakage detection to the detection of points of interests in leakage traces. In: Fischlin, M., Coron, J.-S. (eds.) EUROCRYPT 2016. LNCS, vol. 9665, pp. 240–262. Springer, Heidelberg (2016). doi:10.​1007/​978-3-662-49890-3_​10 CrossRef
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Zurück zum Zitat Goodwill, G., Jun, B., Jaffe, J., Rohatgi, P.: A testing methodology for side channel resistance validation. In: NIST Non-invasive Attack Testing Workshop (2011) Goodwill, G., Jun, B., Jaffe, J., Rohatgi, P.: A testing methodology for side channel resistance validation. In: NIST Non-invasive Attack Testing Workshop (2011)
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Zurück zum Zitat Güneysu, T., Moradi, A.: Generic side-channel countermeasures for reconfigurable devices. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 33–48. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-23951-9_3 CrossRef Güneysu, T., Moradi, A.: Generic side-channel countermeasures for reconfigurable devices. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 33–48. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.​1007/​978-3-642-23951-9_​3 CrossRef
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Zurück zum Zitat Del Pozo, S.M., Standaert, F.-X., Kamel, D., Moradi, A.: Side-channel attacks from static power: when should we care? In: DATE 2015, pp. 145–150. ACM (2015) Del Pozo, S.M., Standaert, F.-X., Kamel, D., Moradi, A.: Side-channel attacks from static power: when should we care? In: DATE 2015, pp. 145–150. ACM (2015)
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Zurück zum Zitat Moradi, A., Mischke, O.: On the simplicity of converting leakages from multivariate to univariate. In: Bertoni, G., Coron, J.-S. (eds.) CHES 2013. LNCS, vol. 8086, pp. 1–20. Springer, Heidelberg (2013). doi:10.1007/978-3-642-40349-1_1 CrossRef Moradi, A., Mischke, O.: On the simplicity of converting leakages from multivariate to univariate. In: Bertoni, G., Coron, J.-S. (eds.) CHES 2013. LNCS, vol. 8086, pp. 1–20. Springer, Heidelberg (2013). doi:10.​1007/​978-3-642-40349-1_​1 CrossRef
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Zurück zum Zitat Moradi, A., Poschmann, A., Ling, S., Paar, C., Wang, H.: Pushing the limits: a very compact and a threshold implementation of AES. In: Paterson, K.G. (ed.) EUROCRYPT 2011. LNCS, vol. 6632, pp. 69–88. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-20465-4_6 CrossRef Moradi, A., Poschmann, A., Ling, S., Paar, C., Wang, H.: Pushing the limits: a very compact and a threshold implementation of AES. In: Paterson, K.G. (ed.) EUROCRYPT 2011. LNCS, vol. 6632, pp. 69–88. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.​1007/​978-3-642-20465-4_​6 CrossRef
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15.
Zurück zum Zitat Nikova, S., Rijmen, V., Schläffer, M.: Secure hardware implementation of nonlinear functions in the presence of glitches. J. Cryptol. 24(2), 292–321 (2011)MathSciNetCrossRefMATH Nikova, S., Rijmen, V., Schläffer, M.: Secure hardware implementation of nonlinear functions in the presence of glitches. J. Cryptol. 24(2), 292–321 (2011)MathSciNetCrossRefMATH
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Zurück zum Zitat Standaert, F.: How (not) to use Welch’s T-test in side-channel security evaluations. IACR Cryptol. ePrint Arch. 2017, 138 (2017) Standaert, F.: How (not) to use Welch’s T-test in side-channel security evaluations. IACR Cryptol. ePrint Arch. 2017, 138 (2017)
Metadaten
Titel
Getting the Most Out of Leakage Detection
verfasst von
Santos Merino del Pozo
François-Xavier Standaert
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-64647-3_16