حمله خطاي تفاضلي به MARX-2، يك الگوريتم رمز مبتني بر ساختار ARX

Differential Fault Analysis of MARX-2, an ARX Based Cipher

الگوريتم هاي رمزنگاري جزء غير قابل انكار در فراهم كردن امنيت ارتباطات هستند. از طرفي، براي اطمينان از امنيت يك الگوريتم، بايد ميزان پايداري آن در برابر حملات مختلف ارزيابي شود. در كنار ارزيابي امنيت سامانه هاي رمز نگاري در برابر حملات آماري نظير حمله خطي، حمله تفاضلي و امثال آن، امنيت سامانه هاي رمزنگاري در برابر حملات كانال جانبي همواره مورد توجه بوده است. در اين ميان حملات مبتني بر القاي خطا به اخيرا توجهات زيادي را به خود جلب كرده است. از جمله حملات القاي خطا، مي توان به القاي خطاي تفاضلي اشاره كرد كه در اين تحقيق مد نظر قرار مي گيرد. اگرچه حمله القاي خطاي تفاضلي به رمزهاي قالبي زيادي اعمال شده است اما امنيت دسته اي از رمزهاي قالبي موسوم به رمزهاي ARX، در برابر حملات القاي خطا، در اين ميان كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در اين راستا، در اين مقاله امنيت يك رمز قالبي ARX موسوم به MARX-2 در برابر حمله القاي خطاي تفاضلي مد نظر قرار مي گيرد. نتيجه اين حمله، بازيابي كليد n بيتي رمز با n بيت اعمال خطا خواهد بود. حمله ارايه شده در اين مقاله اولين ارزيابي امنيت رمز MARX-2 در برابر حمله القاي خطاي تفاضلي ارايه مي شود، تا آنجايي كه ما اطلاع داريم.

Cryptographic algorithms are undeniable components in providing communication security. On the other hand, to ensure the security of an algorithm, its security against various attacks must be evaluated. In addition to evaluating the security of cryptographic primetives against statistical attacks such as linear cryptanaylsis, differential cryptanalysis and etc., security of cryptosystems against side-channel attack is always a concern. Among side-channel attacks, fault injection-based attacks received extensive attention. Among fault injection attacks, differential fault analysis is considered in this paper. Although differential fault analysis has been applied to many block ciphers, the security of a class of block ciphers known as ARX ciphers has received less attention. In this direction, in this paper, we analyze the security of an ARX block cipher known as MARX-2 against differential fault attack. As a result of this attack, we recover the n-bit key of the cipher using n-bit fault injection. The applied attack is the first differential fault analysis of MARX-2 block cipher, to the best of our knowledge.