Bien cerner les attaques par canaux auxiliaires

Connues depuis la fin des années 1990, les attaques par canaux auxiliaires sont devenues un élément important de la sécurité des implémentations cryptographiques embarquées. Elles peuvent exploiter différents types d’information physique (consommation électrique, rayonnement électromagnétique, temps de calcul…) et leur efficacité a été démontrée dans de nombreux cas d’application. Ces attaques posent un problème fondamental à la théorie cryptographique : alors que les algorithmes (de chiffrement, d’authentification, de signature…) utilisés dans des systèmes sécurisés sont habituellement considérés comme des éléments de confiance, la mise en œuvre de ces algorithmes permet des attaques simples et dévastatrices. Se convaincre (et convaincre un tiers) de la sécurité d’une implémentation contre ces attaques est en outre complexe à cause de leur dépendance en des détails de conception pas toujours publics ni bien compris. Tour d’horizon académique des solutions actuellement déployées et des évolutions possibles…

Les attaques par canal auxiliaire sur la micro-architecture des processeurs font l'objet de recherches depuis une quinzaine d'années. Auparavant peu connues du grand public, et concernant essentiellement les implémentations d'algorithmes cryptographiques, ces attaques ont pris le devant de la scène en ce début d'année 2018 avec les attaques Meltdown et Spectre.

L’implémentation d’un algorithme cryptographique requiert beaucoup de précautions lorsque le composant sur lequel le code est exécuté peut se retrouver entre les mains d’un attaquant, même s’il s’agit d’un algorithme éprouvé tel que l’AES. Nous présentons dans la première partie de cet article le principe des attaques par canaux auxiliaires sur les algorithmes de cryptographie à clef privée en prenant pour exemple l’AES.

Nous avons présenté dans la première partie de cet article le principe des attaques par canaux auxiliaires sur les algorithmes de cryptographie à clef privée en prenant pour exemple l’AES. Dans cette seconde partie, nous nous intéressons aux contre-mesures utilisées pour s’en protéger et poursuivons notre exposé avec deux classes d’attaques plus puissantes : les attaques multivariées et les attaques profilées.

Les techniques d'attaques en boîte grise sur du matériel peuvent être transposées avec succès à un domaine bien plus immatériel, la cryptographie en boîte blanche. Nous verrons ainsi comment adapter les attaques par DPA et par DFA aux implémentations logicielles en boîte blanche.

Clémentine est chercheuse au CNRS et s'intéresse aux attaques sur la micro-architecture. Elle a accepté de répondre à nos questions et de nous éclairer sur son domaine de recherche.