针对轻量级分组密码算法PRESENT的随机差分故障攻击

• 作者: 黄湘蜀 王敏 杜之波 吴震 王燚
• 来源期刊: 成都信息工程大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: PRESENT算法 多字节故障模型 随机故障注入 故障传播路径 并行S盒分析
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 电子信息科学与技术
• 页码范围: 8-15
• 页数: 8页
• 分类号: TP309
• 语种: 中文
• DOI: 10.16836/j.cnki.jcuit.2022.01.002

摘要

轻量级分组密码算法PRESENT采用了 SPN网络结构,具有实现面积小、功耗低等特点,因此广泛使用于资源受限的环境中.针对PRESENT算法,设计多字节故障模型,在PRESENT算法的第30、29轮的任意位置分别进行随机故障注入,注入的字节数不固定.利用PRESNET算法的故障传播路径,构建输出差分和可能输入值之间的关系,通过提出的并行S盒分析方法得到正确输入,进而得到正确的轮子密钥.最后通过分析密钥编排方案,只需要两轮正确的轮子密钥即可推导出初始的80 bits主密钥.实验结果表明,与现有的针对PRESENT算法的故障攻击相比,利用提出的故障模型,可以将攻击复杂度由231降低到218,并且轮密钥攻击平均时长由20000 ms降低到1000 ms.与此同时,提出的方法将单字节、固定位置故障模型改进为多字节、任意位置的故障模型,更加符合实际的攻击情况,降低了对故障注入设备的要求,提高方法的实用性.