Auto-Aligned Remote Power Analysis through Ring Oscillator-based Sensors - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Auto-Aligned Remote Power Analysis through Ring Oscillator-based Sensors

Analyse de Puissance à Distance Auto-Alignée via des Capteurs Basés sur des Oscillateurs en Anneau

Lilian Bossuet
Anis Fellah-Touta
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1186395

Résumé

In recent years, the field of side-channel analysis has observed a revolution in the design of the attack methodology. Conventional approaches which require the use of highly specialized equipment like oscilloscopes and spectrum analyzers, despite highly-precise, might be regarded as impractical in some scenarios. On the other hand, the use of less-accurate internal sensors which can monitor the power footprint of a circuit has risen in popularity. In particular, delay sensors such as those based in Time-to-Digital converters and Ring-Oscillators have shown promising results. These structures are interesting since they can be implemented from regular hardware resources available in most circuits. This means that components already available in the target might be leveraged to implement a side-channel attack. Moreover, it is not really necessary to have direct access to the platform to carry out such an attack; which implies that if there is a remote link such as Ethernet, an adversary might be able to perform Remote Power Analysis (RPA) of the system. So far, the main challenge for the success of this kind of attacks is cutting and aligning the power traces. This is usually achieved through secondary digital channels which carry some trigger information. In this paper, we propose to use a single channel to encode both the power trace and the alignment information. This is achieved by exploiting architectural vulnerabilities of the platform. Our results demonstrate, for the very first time, that RPA traces can be auto-aligned. As a case study we attempt to perform RPA on a serialized implementation of Photon-Beetle, a finalist in the NIST lightweight cryptography standardization process.
Ces dernières années, le domaine de l'analyse des canaux secondaires a connu une révolution dans la conception de méthodologies d'attaque. Les approches conventionnelles, qui exigent l'utilisation d'équipements hautement spécialisés tels que les oscilloscopes et les analyseurs de spectre, bien qu'ils soient hautement précis, peuvent être considérées comme peu pratiques dans certains scénarios. D'un autre côté, l'utilisation de capteurs internes moins précis qui peuvent surveiller l'empreinte énergétique d'un circuit a gagné en popularité. En particulier, les capteurs de retard tels que ceux basés sur les convertisseurs temps-numérique et les oscillateurs en anneau ont montré des résultats prometteurs. Ces structures sont intéressantes car elles peuvent être mises en œuvre à partir des ressources matérielles habituelles disponibles dans la plupart des circuits. Cela signifie que les composants déjà présents dans la cible peuvent être exploités pour mettre en œuvre une attaque par canal auxiliaire. De plus, il n'est pas vraiment nécessaire d'avoir un accès direct à la plateforme pour mener une telle attaque ; ce qui implique que s'il existe une liaison distante telle qu'Ethernet, un adversaire pourrait être en mesure d'effectuer une analyse de puissance à distance (RPA) du système. Jusqu'à présent, le principal défi pour le succès de ce type d'attaques est de découper et d'aligner les traces de puissance. Ceci est généralement réalisé via des canaux numériques secondaires qui transportent des informations de déclenchement. Dans cet article, nous proposons d'utiliser un seul canal pour coder à la fois la trace de puissance et les informations d'alignement. Cela est réalisé en exploitant les vulnérabilités architecturales de la plateforme. Nos résultats démontrent, pour la toute première fois, que les traces RPA peuvent être auto-alignées. À titre d'étude de cas, nous tentons d'effectuer une RPA sur une implémentation sérialisée de Photon-Beetle, finaliste du processus de normalisation de la cryptographie légère du NIST.
Fichier principal
Vignette du fichier
_HAL__Single_Channel_Multiple_Data_through_Ring_Oscillator_based_Sensors-1.pdf (727.01 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03851201 , version 1 (14-11-2022)

Licence

Paternité - Pas d'utilisation commerciale

Identifiants

Citer

Lilian Bossuet, Anis Fellah-Touta, Carlos Andres Lara-Nino. Auto-Aligned Remote Power Analysis through Ring Oscillator-based Sensors. XVII Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información, Universidad de Cantabria, Oct 2022, Santander, Spain. ⟨10.22429/Euc2022.028⟩. ⟨hal-03851201⟩
38 Consultations
47 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More