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Erschienen in:

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

An Efficient Side-Channel Protected AES Implementation with Arbitrary Protection Order

verfasst von : Hannes Gross, Stefan Mangard, Thomas Korak

Erschienen in: Topics in Cryptology – CT-RSA 2017

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Passive physical attacks, like power analysis, pose a serious threat to the security of digital circuits. In this work, we introduce an efficient side-channel protected Advanced Encryption Standard (AES) hardware design that is completely scalable in terms of protection order. Therefore, we revisit the private circuits scheme of Ishai et al. [13] which is known to be vulnerable to glitches. We demonstrate how to achieve resistance against multivariate higher-order attacks in the presence of glitches for the same randomness cost as the private circuits scheme. Although our AES design is scalable, it is smaller, faster, and less randomness demanding than other side-channel protected AES implementations. Our first-order secure AES design, for example, requires only 18 bits of randomness per S-box operation and 6 kGE of chip area. We demonstrate the flexibility of our AES implementation by synthesizing it up to the 15\(^{\text {th}}\) protection order.

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An earlier version of this work has been published online [12] under the title “Domain-Oriented Masking: Compact Masked Hardware Implementations with Arbitrary Protection Order”.

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Faust, S., Rabin, T., Reyzin, L., Tromer, E., Vaikuntanathan, V.: Protecting circuits from leakage: the computationally-bounded and noisy cases. In: Gilbert, H. (ed.) EUROCRYPT 2010. LNCS, vol. 6110, pp. 135–156. Springer, Heidelberg (2010). doi:10.1007/978-3-642-13190-5_7 CrossRef

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10.

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11.

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12.

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13.

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14.

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16.

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18.

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19.

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20.

Reparaz, O., Bilgin, B., Nikova, S., Gierlichs, B., Verbauwhede, I.: Consolidating masking schemes. In: Gennaro, R., Robshaw, M. (eds.) CRYPTO 2015. LNCS, vol. 9215, pp. 764–783. Springer, Heidelberg (2015)CrossRef

21.

Rivain, M., Prouff, E.: Provably secure higher-order masking of AES. In: Mangard, S., Standaert, F.-X. (eds.) CHES 2010. LNCS, vol. 6225, pp. 413–427. Springer, Heidelberg (2010). doi:10.1007/978-3-642-15031-9_28 CrossRef

22.

Trichina, E.: Combinational logic design for AES subbyte transformation on masked data. IACR Cryptology ePrint Archive, 2003 (2003)

Titel: An Efficient Side-Channel Protected AES Implementation with Arbitrary Protection Order
verfasst von: Hannes Gross
Stefan Mangard
Thomas Korak
Verlag: Springer International Publishing
Buch: Topics in Cryptology – CT-RSA 2017
Print ISBN: 978-3-319-52152-7

Electronic ISBN: 978-3-319-52153-4

Copyright-Jahr: 2017
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-52153-4_6

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