Hardening AES Hardware Implementations Against Fault and Error Inject Attacks
Hardening AES Hardware Implementations Against Fault and Error Inject Attacks
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强化 AES 硬件实施以抵御故障和错误注入攻击
DOI：
10.1145/3194554.3194649
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kinsy, Michel A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bu, Lake;Kinsy, Michel A.
高级加密标准（AES）可实现机密消息的安全传输。自其发明以来，已经有许多针对该方案的攻击。例如，可以注入错误或故障以获取加密密钥。已经表明，AES算法本身不提供针对这些类型的攻击的保护。因此，已经提出了诸如差错控制码（ECC）的附加技术来检测主动攻击。然而，并非所有提出的解决方案都显示出足够的功效。例如，线性ECC具有一些关键限制，特别是当注入的错误超出其故障检测或容差能力时。在本文中，我们提出了一种新的方法的基础上，非线性代码来保护所有四个内部阶段的AES硬件实现。利用该方法，受保护的AES系统能够（a）以高概率检测所有多重错误，以及（B）如果错误遵循某些模式或频率，则校正它们。实验结果表明，该方法以最小的开销为AES硬件实现提供了更高的安全性和可靠性。
The Advanced Encryption Standard (AES) enables secure transmission of confidential messages. Since its invention, there have been many proposed attacks against the scheme. For example, one can inject errors or faults to acquire the encryption keys. It has been shown that the AES algorithm itself does not provide a protection against these types of attacks. Therefore, additional techniques like error control codes (ECCs) have been proposed to detect active attacks. However, not all the proposed solutions show the adequate efficacy. For instance, linear ECCs have some critical limitations, especially when the injected errors are beyond their fault detection or tolerance capabilities. In this paper, we propose a new method based on a non-linear code to protect all four internal stages of the AES hardware implementation. With this method, the protected AES system is able to (a) detect all multiplicity of errors with a high probability and (b) correct them if the errors follow certain patterns or frequencies. Results shows that the proposed method provides much higher security and reliability to the AES hardware implementation with minimal overhead.
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Konrad J. Kulikowski