SPAE a mode of operation for AES on low-cost hardware
SPAE un schéma opératoire pour l'AES sur du matériel bas-coût.
Résumé
We propose SPAE, a single pass, patent free, authenticated encryption with associated data (AEAD) for AES. The algorithm has been developped to address the needs of a growing trend in IoT systems: storing code and data on a low cost flash memory external to the main SOC. Existing AEAD algorithms such as OCB, GCM, CCM, EAX , SIV, provide the required functionality however in practice each of them suffer from various drawbacks for this particular use case. Academic contributions such as ASCON and AEGIS-128 are suitable and efficient however they require the development of new hardware accelerators and they use primitives which are not 'approved' by governemental institutions such as NIST, BSI, ANSSI. From a silicon manufacturer point of view, an efficient AEAD which use existing AES hardware is much more enticing: the AES is required already by most industry standards invovling symmetric encryption (GSMA, EMVco, FIDO, Bluetooth, ZigBee to name few). This paper expose the properties of an ideal AEAD for external memory encryption, present the SPAE algorithm and analyze various security aspects. Performances of SPAE on actual hardware are better than OCB, GCM and CCM.
Nous présentons SPAE, un schéma en une passe, libre de droit, d'encryption authentifiée avec données associées (AEAD) appliqué à l'AES. Cet algorithme a été développé afin de répondre à une tendance grandissante dans l'internet des objets: stocker du code et des données sur une mémoire flash à bas coût externe au système sur puce (SOC). Des algorithmes AEAD existent déjà tels que OCB, GCM, CCM, EAX, SIV, ils répondent à l'usage demandé cependant en pratique chacun de ces algorithmes présente des désavantages pour cet usage particulier. Les contributions académique telles que ASCON et AEGIS-128 sont appropriés et efficaces cependant ils nécessitent le développement de nouveaux accélérateurs matériels et ils utilisent des primitives qui ne sont pas approuvés par les instituions gouvernementales telles que le NIST, BSI ANSSI. Du point de vue du fabricant de silicone, un AEAD efficace qui utilise du matériel AES existant est beaucoup plus attirant: l'AES est déjà requis par la plupart des standards industriels utilisant de l’encryption symétrique (GSMA, EMVco, FIDO, Bluetooth, ZigBee par exemple). Cet article montre les propriétés d'un AEAD idéal pour de la mémoire encryptée externe, présente l'algorithme SPAE et analyse plusieurs aspects de sécurité. Les performances de SPAE sur du matériel actuel sont meilleures que sur OCB, GCM, et CCM.
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