Fault Analysis in Cryptography

در دهه 1970، محققان متوجه شدند که ذرات رادیواکتیو تولید شده توسط عناصری که به طور طبیعی در مواد بسته‌بندی وجود دارند، می‌توانند باعث چرخش قطعات در مناطق حساس تراشه‌های الکترونیکی شوند. تحقیقات در مورد تأثیر پرتوهای کیهانی بر نیمه هادی ها، منطقه ای که در صنعت هوافضا مورد توجه خاص است، منجر به روش هایی برای سخت کردن دستگاه های الکترونیکی طراحی شده برای محیط های خشن شد. در نهایت مکانیسم‌های مختلفی برای ایجاد و انتشار خطا کشف شد، و به‌ویژه اشاره شد که بسیاری از الگوریتم‌های رمزنگاری تسلیم به اصطلاح حملات خطا می‌شوند.

جلوگیری از حملات خطا بدون به خطر انداختن عملکرد، بی‌اهمیت است و این موضوع مورد بحث است. این کتاب. بخش اول به تجزیه و تحلیل کانال جانبی و ارتباط آن با حملات خطا می پردازد. فصل‌های قسمت دوم شامل تجزیه و تحلیل خطا در رمزنگاری کلید مخفی، با فصل‌هایی درباره رمزهای بلوکی، تجزیه و تحلیل خطای DES و AES، اقدامات متقابل برای رمزنگاری‌های کلید متقارن، و اقدامات متقابل در برابر حملات به AES است. بخش سوم به تجزیه و تحلیل خطا در رمزنگاری کلید عمومی می‌پردازد، با فصل‌هایی که به پیاده‌سازی کلاسیک RSA و RSA-CRT، سیستم‌های رمزنگاری منحنی بیضوی و اقدامات متقابل با استفاده از تشخیص خطا، دستگاه‌های مقاوم در برابر حملات تزریق خطا، حملات خطا مبتنی بر شبکه به امضاها و حملات خطا اختصاص دارد. در رمزنگاری مبتنی بر جفت. بخش IV حملات خطا به رمزهای جریان و نحوه تعامل خطاها با اقدامات متقابل مورد استفاده برای جلوگیری از حملات تجزیه و تحلیل توان را بررسی می کند. در نهایت، قسمت پنجم شامل فصل‌هایی است که نحوه اجرای حملات خطا را توضیح می‌دهد، با فصل‌هایی درباره فناوری‌های تزریق خطا برای ریزپردازنده‌ها، و تزریق خطا و آزمایش‌های بازیابی کلید در یک تابلوی ارزیابی پرکاربرد.

این اولین کتاب در مورد است. این موضوع برای محققان و متخصصان درگیر با مهندسی رمزنگاری جالب خواهد بود.

In the 1970s researchers noticed that radioactive particles produced by elements naturally present in packaging material could cause bits to flip in sensitive areas of electronic chips. Research into the effect of cosmic rays on semiconductors, an area of particular interest in the aerospace industry, led to methods of hardening electronic devices designed for harsh environments. Ultimately various mechanisms for fault creation and propagation were discovered, and in particular it was noted that many cryptographic algorithms succumb to so-called fault attacks.

Preventing fault attacks without sacrificing performance is nontrivial and this is the subject of this book. Part I deals with side-channel analysis and its relevance to fault attacks. The chapters in Part II cover fault analysis in secret key cryptography, with chapters on block ciphers, fault analysis of DES and AES, countermeasures for symmetric-key ciphers, and countermeasures against attacks on AES. Part III deals with fault analysis in public key cryptography, with chapters dedicated to classical RSA and RSA-CRT implementations, elliptic curve cryptosystems and countermeasures using fault detection, devices resilient to fault injection attacks, lattice-based fault attacks on signatures, and fault attacks on pairing-based cryptography. Part IV examines fault attacks on stream ciphers and how faults interact with countermeasures used to prevent power analysis attacks. Finally, Part V contains chapters that explain how fault attacks are implemented, with chapters on fault injection technologies for microprocessors, and fault injection and key retrieval experiments on a widely used evaluation board.

This is the first book on this topic and will be of interest to researchers and practitioners engaged with cryptographic engineering.