针对AES的Cache计时模板攻击研究

作者：王韬; 赵新杰; 郭世泽; 张帆; 刘会英; 郑天明

来源：计算机学报, 2012, (02): 2325-2341.

• 高级加密标准
• 分组密码
• Cache计时攻击
• 模板攻击
• 查找S盒
• 防御措施

受微处理器硬件架构和操作系统的影响,分组密码查找S盒不同索引执行时间存在差异,构成了S盒索引的天然泄漏源.该文采用"面向字节、分而治之"的旁路攻击思想,对AES抗Cache计时模板攻击能力进行了研究.首先分析了分组密码访问Cache时间差异泄漏机理,直观地给出了基于碰撞和模板的两种Cache计时攻击方法;其次给出了Cache计时外部模板攻击模型,提出了基于Pearson相关性的模板匹配算法,对128位AES加密第一轮和最后一轮分别进行了攻击应用;为克服外部模板攻击需要一个模板密码服务器的限制,提出了Cache计时内部模板攻击模型,并对AES进行了攻击应用;最后,在不同环境、操作系统、加密Cache初始状态、密码库中,分别进行攻击实验,同前人工作进行了比较分析,并给出了攻击的有效防御措施.

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 康涅狄格大学