无需新随机数的探测安全组合：理论与Ascon应用

作者
Vahid Jahandideh
拉德堡德大学，奈梅亨，荷兰

Bart Mennink
拉德堡德大学，奈梅亨，荷兰

Lejla Batina
拉德堡德大学，奈梅亨，荷兰

DOI
https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i4.972-1009

关键词
侧信道，掩码，随机性复杂度，Ascon

摘要

侧信道攻击（SCAs）对轻量级密码算法的实现构成严重威胁，尤其在资源受限环境中，掩码作为主要防护措施受到严格资源限制。这使得降低掩码方案的资源和随机性需求至关重要。本研究探索了一种最小化掩码算法随机性复杂度的方法。具体而言，我们研究了无需在线（新）随机数的高阶掩码方案理论基础，仅依赖初始输入份额中的离线随机性。我们证明具有线性扩散层的轮式密码可支持此类确定性组合，其中扩散层充当刷新子电路。这确保了在阈值范围内，跨轮次布置的探针保持独立性。基于此观察，我们提出了探测安全掩码的组合定理。在实践方面，我们使用已知的确定性一阶和二阶掩码S盒实例化框架，并提供了Ascon保护置换的软件实现。

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发布信息

• 发布日期：2025年9月5日
• 期刊卷期：2025年第4卷
• 文章分类：研究论文

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版权所有（c）2025 Vahid Jahandideh, Bart Mennink, Lejla Batina
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引用格式

Jahandideh, V., Mennink, B., & Batina, L. (2025). Probing Secure Composability Without Fresh Randomness: Theory and Application to Ascon. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 2025(4), 972-1009. https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i4.972-1009