Software Implementation of Generalized Linear Masking and Side-channel Analysis

הרקע לפרויקט:

מערכות אלקטרוניות פולטות אינפורמציה בזמן תעבורת מידע, עיבוד וחישוב כתוצאה מתמורות ושינויים לוגיים ברמה האלקטרונית. פליטת אינפורמציה זו יוצרת "ערוץ צידי" שדרכו תוקפים יכולים ללמוד מידע פנימי על עיבוד של אינפורמציה וערכים סודיים במערכת. להגנה בפני פליטת אינפורמציה כזו יש הרבה שיטות מהרמה החשמלית, דרך האלגוריתמית ועד הפרוטוקול הקריפטוגרפי. השיטה החקורה ביותר שלה סימוכין מתמטיים ומודלים רבים נקראת מיסוך (MASKING). בפרויקט זה אנו נממש שיטת מיסוך חלוצית הנקראת linear masking. היתרונות בשיטה היא (1) גנריות ויכולת גמישה לקבוע את רמת האבטחה (2) יעילות מימוש גבוהה בסדרי גודל (אנרגיה זמן חישוב וכו'..). הסטודנטים ילמדו את השיטה, ינתחו אותה, יממשו אותה בקוד בשפה עילית (C) על גבי מעבד בצורה יעילה ויבחנו את חסינות השיטה דרך מדידות.

מטרת הפרויקט:

מימוש יעיל בכמה מצבים שונים וניתוח היעילות שלו במצבים השונים (מימוש מהיר \ מימוש דל אנרגיה \ מקבילי, במימוש סיריאלי ע"י לולאות או מימוש הכולל תיאור פעולות וקטוריות)

תכולת הפרויקט:

הסטודנטים יקראו וילמדו שיטות ניתוח של ספרות קודמת. ילמדו ספרות קודמת ממוקדת, ילמדו את השיטה שפותחה אצלנו. לאחר מכן יעסקו במערכת המימוש ובאופטימיזציות יעילות של אבני הבניין הדרושים. לאחר מכן נמדוד פליטת אינפורמציה מהמערכת במעבדה וננתח את רמת האבטחה שמספקת.

קורסי קדם:

ידע קודם בסיסי באבטחת חומרה \ מתקפות ערוצי צד (קריפטוגרפיה בסיסית), מהווה יתרון.
קורס קודם בקידוד \ תורת הקודים גם יכול להוות ייתרון אך לא חובה.

דרישות נוספות:

חובה יכולות טכניות גבוהות בכתיבת קוד ומימוש, והבנת מערכות מבוססות מעבד.
יכולות גבוהות בפייטון \ מטלב ומוטיבציה לעבודה עם סביבות קוד מורכבות.


יכולות תכנותיות ואנליטיות גבוהות.
נכונות להיקף עבודה משמעותי.

מקורות:

(ספרות יותר מדויקת לגבי השיטה המוצעת ותיאור ארכיטקטוני יינתנו לסטודנטית המתאימים)

Belenky, Yaacov, et al. "Redundancy AES Masking Basis for Attack Mitigation (RAMBAM)." IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (2022): 69-91.