Softwarová protiopatření proti útokům pomocí odběrové analýzy na násobení v GF(2)[x]

Abstract

Tato práce se zaměřuje na softwarová protipatření proti útokům pomocí odběrové analýzy na násobení polynomů, konkrétně na algoritmus používaný v postkvantových kryptografických schématech BIKE a HQC. Práce podrobně popisuje algoritmus násobení a různé ochranné techniky, včetně hiding a masking protipatření. V práci jsou implementovány různé upravené verze algoritmu násobení využívající tato protipatření a jejich účinnost je hodnocena pomocí Test Vector Leakage Assessment (TVLA) a ChipWhisperer-Nano. Výsledky hodnocení ukazují, že implementovaná softwarová protipatření významně snižují únik citlivých informací, přičemž jednotlivé techniky poskytují různou míru ochrany a rozdílný dopad na výkonnost algoritmu.

This thesis focuses on software countermeasures against power analysis attacks targeting polynomial multiplication, specifically the multiplication algorithm used in the post-quantum cryptographic schemes BIKE and HQC. The thesis provides a detailed description of the multiplication algorithm and various mitigation techniques, including hiding and masking countermeasures. Several modified versions of the multiplication algorithm are implemented in this thesis using these countermeasures, and their effectiveness is evaluated using the Test Vector Leakage Assessment (TVLA) and the ChipWhisperer-Nano. The evaluation results show that the implemented software countermeasures significantly reduce leakage of sensitive information, with different techniques offering varying levels of protection and performance impact.