How secure is the Advanced Encryption Standard with random ShiftRows against Fault Analysis
DOI:
https://doi.org/10.54654/isj.v7i1.51Tóm tắt
Abstract— With the approve of the cryptographic algorithm Rijndael as the AES (Advanced Encryption Standard) and a collection of works exists with the purpose that one or several of its internal functions depend on the selected key. In this work we will study a fault analysis model against the algorithm AES, and then we will analyze for dynamic (in the key-dependency sense) cryptographic algorithms based on AES, in the which ones the internal function ShiftRows is randomly selected in every round, how strong is this attack.
Tóm tắt— Với việc thuật toán mã hóa Rijndael được chấp nhận là Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao (Advanced Encryption Standard - AES), và một loạt các công trình nghiên cứu về một hoặc một số chức năng bên trong của thuật toán phụ thuộc vào khóa đã được công bố. Bài báo này trình bày về nghiên cứu mô hình phân tích lỗi dựa trên thuật toán AES và phân tích các thuật toán mã hóa động (theo nghĩa phụ thuộc khóa) dựa trên AES. Trong đó, các hàm nội bộ ShiftRows được chọn ngẫu nhiên trong mỗi vòng, để đánh giá mức độ nguy hiểm của cuộc tấn công.
Lượt tải xuống
Tài liệu tham khảo
[1]. A. Al-Wattar and et al. “A New DNA Based Approach of Generating Key-Dependent Shift Rows Transformation”. International Journal of Network Security and Its Applications, 7(1), 2015.
[2]. A. Alfonso. “Generaci´on Aleatoria de Permutaciones con Optima Di-´ fusio´n”. Memorias del III Seminario Cient´ıfico Nacional de Criptograf´ıa, Instituto de Criptograf´ıa de la Universidad de la Habana, La Habana, Cuba, 2016.
[3]. A. Alfonso and P. Freyre, “AES Modificado con ShiftRows Aleatorio”. Memorias del XV Congreso Internacional de Matem´atica y Computaci´on, Sociedad Cubana de Matem´atica y Computaci´on, La Habana, Cuba, 2017.
[4]. S. Ali, D. Mukhopadhyay, and M. Tunstall. “Differential Fault Analysis of AES: Towards Reaching its Limits”. Journal of Cryptographic Engineering, 3(2):pp. 73–97, 2012.
[5]. E. Barkan and E. Biham. “In How Many Ways Can You Write Rijndael”. LNCS 2501, pp. 160–175, 2002.
[6]. E. Biham and A. Shamir. “Differential Fault Analysis of Secret Key Cryptosystems”. LNCS 1294, pp. 513–525, 1997.
[7]. J. Blomer and J. Seifert. “Fault Based Cryptanalysis of the Advanced Encryption Standard (AES)”. IACR Cryptology ePrint Archive, 075, 2002.
[8]. J. Daemen and V. Rijmen. “The Design of Rijndael: AES - The Advanced Encryption Standard”. Springer-Verlag, 2002.
[9]. C. Dobraunig and et al. “Exploiting Ineffective Fault Inductions on Symmetric Cryptography”. IACR Cryptology ePrint Archive., 071, 2018.
[10]. C. Dobraunig and et al. “Statistical Ineffective Fault Attacks on Masked AES with Fault Countermeasures”. IACR Cryptology ePrint Archive., 357, 2018.
[11]. P. Dusart, G. Letourneox, and O. Vivolo. “Differential Fault Analysis on AES”. IACR Cryptology ePrint Archive, 010, 2003.
[12]. “European Union Agency for Network and Information Security”. Algorithms, Key Size and Parameters Report. 2014.
[13]. “Federal Information Processing Standard. Announcing the Advanced Encryption Standard (AES)”. FIPS Publication 197, 2001.
[14]. A. Ghoshal, S. Patranabis, and D. Mukhopadhyay. “Template-based Fault Injection Analysis of Block Ciphers”. IACR Cryptology ePrint Archive., 072, 2018.
[15]. G. Giraud. “DFA on AES”. LNCS 3373, pp. 27–41, 2005.
[16]. N. Hussein and et al. “A Byte-Oriented Multi Keys ShiftRows Encryption and Decryption Cipher Processes in Modified AES”. International Journal of Scientific and Engineering Research, 5, 2014.
[17]. I. Ismail and et al. “Performance Examination of AES Encryption Algorithm with Constant and Dynamic Rotation”. International Journal of Reviews in Computing, 12, 2012.
[18]. M. Joye and M. Tunstall. “Fault Analysis in Cryptography”. SpringerVerlag, 2012.
[19]. L. Knudsen and M. Robshaw. “The Block Cipher Companion”. SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2011.
[20]. D. Mukhopadhyay. “An Improved Fault Based Attack of the Advanced Encryption Standard”. LNCS 5580, pp. 421–434, 2009.
[21]. P. Nidhinraj and J. George. “DNA-based Approach of AES with Key Dependent ShiftRows”. International Journal of Control Theory and Applications, 9(43), 2016.
[22]. G. Piret and J. Quisquater. “A Differential Fault Attack Technique against SPN Structures, with Application to the AES and KHAZAD”. LNCS 2779, pp. 77–88, 2003.
[23]. D. Saha, D. Mukhopadhyay, and D. RoyChowdhury. “A Diagonal Fault Attack on the Advanced Encryption Standard”. IACR Cryptology ePrint Archive, 581, 2009.
[24]. B. Schneier. Applied Cryptography: “Protocols, Algorithms, and Source Code in C”. John Wiley & Sons, 1996.
[25]. M. Spain and M. Varia. “Diversity Within the Rijndael Design Principles for Resistance to Differential Power Analysis”. LNCS 10052, pp. 71–87, 2017.
Lượt tải xuống
Đã Xuất bản
Số
Chuyên mục
Giấy phép
Chính sách truy cập mở
Tạp chí Khoa học và Công nghệ trong lĩnh vực An toàn thông tin áp dụng chính sách truy cập mở đối với các bài báo đã xuất bản nhằm mở rộng cơ hội tiếp cận các kết quả nghiên cứu chất lượng cao và tăng cường trao đổi kiến thức.
Theo đó, độc giả được quyền đọc, tải xuống, sao chép, phân phối, in ấn, tìm kiếm hoặc liên kết đến toàn văn của các bài báo được xuất bản mà không cần phải đăng ký, đóng phí hay xin phép Ban biên tập Tạp chí hoặc tác giả bài viết.
Chính sách đề xuất cho các tạp chí cung cấp quyền truy cập mở bị trì hoãn
Các tác giả xuất bản với Tạp chí đồng ý với các điều khoản sau:
1. Các tác giả giữ bản quyền và cấp cho Tạp chí quyền xuất bản lần đầu, với bài báo [THỜI GIAN CỤ THỂ] sau khi xuất bản được cấp phép đồng thời theo Giấy phép Creative Commons cho phép những người khác chia sẻ bài báo với sự thừa nhận về quyền tác giả của tác phẩm và xuất bản lần đầu trong Tạp chí.
2. Các tác giả có thể tham gia các thỏa thuận hợp đồng bổ sung, riêng biệt để phân phối không độc quyền phiên bản bài báo đã xuất bản (ví dụ: đăng vào một kho lưu trữ của tổ chức hoặc xuất bản thành sách), với sự thừa nhận về bản đầu tiên được xuất bản trong Tạp chí.
3. Các tác giả được phép và khuyến khích đăng tác phẩm của họ trực tuyến (ví dụ: trong kho lưu trữ của tổ chức hoặc trên trang web của họ) trước và trong quá trình gửi, vì có thể dẫn đến trao đổi hiệu quả, cũng như trích dẫn tác phẩm đã xuất bản sớm hơn và nhiều hơn (Xem Ảnh hưởng của Truy cập Mở).
