Maskara: Compilation of a Masking Countermeasure With Optimized Polynomial Interpolation

Autor: Damien Couroussé, Karine Heydemann, Inès Ben El Ouahma, Quentin L. Meunier, Nicolas Belleville
Přispěvatelé: Laboratoire Fonctions Innovantes pour circuits Mixtes (LFIM), Université Grenoble Alpes (UGA)-Département Systèmes et Circuits Intégrés Numériques (DSCIN), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Architecture et Logiciels pour Systèmes Embarqués sur Puce (ALSOC), LIP6, Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-15-CE39-0008,PROSECCO,Génération de code sécurisé avec des protections formellement prouvées(2015), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems
IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE, 2020, 39 (11), pp.1-1. ⟨10.1109/TCAD.2020.3012237⟩
IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 2020, 39 (11), pp.1-1. ⟨10.1109/TCAD.2020.3012237⟩
ISSN: 1937-4151
0278-0070
DOI: 10.1109/tcad.2020.3012237
Popis: International audience; Side-channel attacks are amongst the major threats for embedded systems and IoT devices. Masking is one of the most used countermeasure against such attacks, but its application remains a difficult process. We propose a target-independent approach for applying a first-order boolean masking countermeasure during compilation, on the static single assignment form. Contrary to state-of-the art automated approaches that require to simplify the control flow of the input program, our approach supports regular control-flow program structures. Moreover, our compiler is the first to automatically mask table lookups using a polynomial interpolation approach. We also present new optimisations to speed up the evaluation of polynomials: we reduce the number of terms of the polynomial, and we accelerate finite field multiplication. We show that our approach is faster than the standard masked table approach with mask refresh after each access, with speedups up to ×2.4 in our experiments. Finally, using a formal verification approach, we show that the compiled machine code is secure, i.e., that all intermediate computations are statistically independent of the secrets.
Databáze: OpenAIRE