ECC计时攻击研究与仿真

贾徽徽; 王潮; 顾健; 宋好好; 唐迪

doi:10.11959/j.issn.2909-109x.2016.00025

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

ECC计时攻击研究与仿真

学术论文 | 更新时间：2024-06-03

- ECC计时攻击研究与仿真
- Research and simulation of timing attacks on ECC
- 网络与信息安全学报 2016年2卷第4期页码：56-63
- 作者机构：
  
  1. 公安部第三研究所，上海 200031
  2. 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，上海 200072
- 作者简介：
  
  [ "贾徽徽（1986-），男，山东临沂人，硕士，公安部第三研究所工程师，主要研究方向为信息安全、智能卡安全、云安全。" ]
  [ "王潮（1971-），男，江苏镇江人，博士，上海大学教授、博士生导师，主要研究方向为网络信息安全与椭圆曲线密码学、量子计算密码、社会网络。" ]
  [ "顾健（1963-），男，江苏镇江人，博士，公安部第三研究所研究员、博士生导师，主要研究方向为网络信息安全、智能卡安全、软件测试。" ]
  [ "宋好好（1979-），女，山东淄博人，博士，公安部第三研究所副研究员，主要研究方向为网络信息安全、云安全。" ]
  [ "唐迪（1983-），男，陕西西安人，博士，公安部第三研究所助理研究员，主要研究方向为隐私信息保护、车联网网络安全协议。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金重点资助项目;Key Program of National Science Foundation of China(61332019);国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(61572304);国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(61272056);上海科委科技创新行动计划技术标准基金资助项目;The Technical Standard of Shanghai Science and Technology Innova-tion Action Plan(13DZ0500501)
- DOI：10.11959/j.issn.2909-109x.2016.00025
  中图分类号： TP309.7
- 网络首发：2016-04，
  
  纸质出版：2016-04-15
- 稿件说明：
移动端阅览
贾徽徽, 王潮, 顾健, 等. ECC计时攻击研究与仿真[J]. 网络与信息安全学报, 2016,2(4):56-63.

Hui-hui JIA, Chao WANG, Jian GU, et al. Research and simulation of timing attacks on ECC[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2016, 2(4): 56-63.
贾徽徽, 王潮, 顾健, 等. ECC计时攻击研究与仿真[J]. 网络与信息安全学报, 2016,2(4):56-63. DOI： 10.11959/j.issn.2909-109x.2016.00025.

Hui-hui JIA, Chao WANG, Jian GU, et al. Research and simulation of timing attacks on ECC[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2016, 2(4): 56-63. DOI： 10.11959/j.issn.2909-109x.2016.00025.

摘要

借助于隐马尔可夫模型思想，提出了一种针对采用“倍点—点加”点乘算法的椭圆曲线数字签名体系的一种计时攻击方法，并对美国国家标准与技术研究院（NIST）公布的二进制域上的5条Koblitz安全曲线进行了攻击仿真实验，成功地攻击了除K-571以外的其他4条Koblitz安全曲线。对于每一条安全曲线仅采集一次时间数据、耗时几十分钟就能恢复出几乎全部的密钥比特，实验结果表明，该方法实施简单、成功率高，是对当前安全曲线有较大威胁的一种侧信道攻击手段。

Abstract

Based on the hidden Markov model (HMM) idea

a timing attack on the elliptic curve digital signature system

which adopted the “double-and-add” scalar multiplication

was proposed.Simulation experiments on the secure Koblitz curve which released by the National Institute of Standards Technology (NIST) were implemented and four secure Koblitz curves except the K-571 were attacked successfully.The experiment results show that the attack can recover almost all the key bits in a few minutes by collecting only once time data

and is easy to imple-ment at a high success rate.

关键词

Keywords

references

KOBLIZ N . Elliptic curve cryptosystems [J ] . Mathematics of Com-puting American Mathematical Society , 1987 , 48 ( 48 ): 203 - 309 .

KOCHER P C. . Timing attacks on implementations of diffie-hellman,RSA,DSS and other systems [C ] // nternational Cryptology Confer-ence on Advances in Cryptology .c 1996 : 104 - 113 .

KOCHER P , JAFFE J , JUN B . Differential power analysis [C ] // The 19th Annual International Cryptology Conference on Advances in Cryptology .c 1999 : 388 - 397 .

QUISQUATER J J , SAMYDE D . Electromagnetic analysis (EMA):measuresand counter measures for smart cards [C ] // The Interna-tional Conference on Research in Smart Cards:Smart Card Pro-gramming and Security .c 2001 : 200 - 210 .

PADE D . Theoretical use of cache memory as a cryptanalytic side-channel [R ] . Department of Computer Science,University of Bristol , 2002 .

赵新杰 , 郭世泽 , 王韬 . 针对AES和CLEFIA的改进Cache踪迹驱动攻击 [J ] . 通信学报 2011 , 32 ( 8 ): 101 - 110 .

ZHAO X J , GUO S Z , WANG T , et al . Improved cache trace driven attack on AES and CLEFIA [J ] . Journal on Communications , 2011 , 32 ( 8 ): 101 - 110 .

BONEH D , DEMILLO R A , LIPON R J . On the importance of checking cryptographic protocols for faults [J ] . Journal of Cryptol-ogy , 2001 , 14 ( 2 ): 101 - 119 .

张金中 , 寇应展 , 王韬 . 针对滑动窗口算法的椭圆曲线密码故障分析 [J ] . 通信学报 2012 , 33 ( 1 ): 71 - 78 .

ZHANG J Z , KOU Y Z , WANG T , et al . Elliptic curve cryptosystem fault analysis on the sliding window algorithm [J ] . Journal on Communications , 2012 , 33 ( 1 ): 71 - 78 .

YANF B , WU K J , KARRI R . Scan-based side-channel attack on dedicated hardware implementations of data encryption stan-dard [C ] // IEEE International Test Conference (ITC) .c 2004 : 339 - 344 .

SCHINDLER W . A timing attack RSA with the Chinese remainder theorem [C ] // Lecture Notes in Computer Science (LNCS) .c 2000 : 109 - 124 .

BRUMLEY D , BONEH D . Remote timing attacks are practical [J ] . Computer Networks , 2005 , 48 ( 5 ): 701 - 716 .

CANVEL B , HILTGEN A , VAUDENAY S . Password interception in a SSL/TLS channel [J ] . Information Technology Journal , 2003 , 2729 ( 3 ): 583 - 599 .

CATHALO J , KOEUNE F , QUISQUATER J J . A new type of timing attack:application to GPS [M ] // Berlin Heidelberg : Springer , 2003 : 291 - 303 .

SAKURAI K , TAKAGI T . A reject timing attack on an IND-CCA2 public-key cryptosystem [C ] // The 5th International Conference on Information Security and Cryptology .c 2002 : 359 - 373 .

LEVINE B N , REITER M K , WANG C , et al . Timing attacks in low-latency mix systems [M ] // Berlin Heidelberg : Springer , 2004 : 251 - 265 .

TOTH R , FAIGL Z , SZALAY M . An advanced timing attack scheme on RSA [C ] // The 13th International IEEE Telecommunica-tions Network Strategy and Planning Symposium .c 2008 : 1 - 24 .

KARLOF C , WAGNER D . Hidden Markov model cryptanaly-sis [C ] // Lecture Notes in Computer Science (LNCS) .c 2004 : 17 - 34 .

GREEN P J , NOAD R , SMART N P . Further hidden Markov model crytannalysis [M ] // Berlin Heidelberg : Springer , 2005 : 61 - 74 .

BRUMLEY B B , HAKALA R M . Cache-timing template at-tacks [C ] // Lecture Notes in Computer Science (LNCS) .c 2009 : 667 - 684 .

RABINER L R . A tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech recognition [J ] . Proceedings of the IEEE , 1989 , 77 ( 2 ): 257 - 289 .

GROVER L . A fast quantum mechanical algorithm for database search [C ] // ACM Symposium on Theory of Computing .c 2008 : 212 - 219 .

浏览量

2368

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

智能化的安卓手势密码取证关键技术

网络加密流量侧信道攻击研究综述

基于隔离等级的网络切片部署方法

RSA-CRT密码防御算法的故障注入攻击

基于差分隐私模型的云数据副本安全控制方案