针对 SNOW3G 流密码算法的侧信道分析 - WANG, Zheng; ZHANG, Chi; Da-Wu, GU; Xiao-Lin, ZHANG; LU, Yan; Yi-Dong, YUAN; 王铮; 张驰; 谷大武; 张效林; 卢岩; 原义栋 (Journal of Cryptologic Research, 2022)
SNOW3G 是由 ETSI/SAGE 于 2006 年基于 SNOW2.0 设计的流密码算法, 已被 3GPP 采纳为国际加密标准, 并在 4G/5G 移动通信中作为数据机密性算法和数据完整性算法的核心算法使用. 已有大量研究工作证明了 SNOW3G 算法足以抵御传统的密码分析攻击, 但很少有工作对该算法的具体实现进行分析, 验证算法抵抗侧信道攻击的能力. 本文以 3GPP 标准中 SNOW3G 的算法实现为研究对象, 从侧信道的角度出发在单片机上研究该算法的安全性, 提出了针对该算法的相关性能量攻击方法. 首先, 对 SNOW3G 的算法实现进行分析, 找到算法中存在能量泄漏的操作, 然后根据算法中密钥与该操作间的联系制定合理的攻击策略, 最终恢复出算法的密钥. 通过实验对提出的相关性能量攻击方法进行了验证, 结果表明, 在装有 ATMega128A 芯片的单片机上, 利用该方法仅需使用2000条能量消耗曲线即可在 1 小时内完整恢复出算法的密钥.