21、哈希算法侧信道分析与闪存“碰撞”攻击解读

哈希算法侧信道分析与闪存“碰撞”攻击解读

在当今数字化时代，信息安全至关重要，尤其是在涉及敏感数据存储和传输的场景中。哈希算法和闪存加密技术是保障信息安全的重要手段，但这些技术并非无懈可击，侧信道分析和新型攻击手段的出现给信息安全带来了新的挑战。本文将深入探讨几种SHA - 3候选哈希算法的侧信道分析情况，以及一种名为“碰撞”攻击的新型光学故障注入攻击对闪存安全的影响。

一、SHA - 3候选哈希算法侧信道分析

1. 攻击选择函数
   • 对于不同的哈希算法提案，需要找到合适的选择函数来进行有效的侧信道攻击。在基于AES的SHA - 3候选算法（如ECHO、Grøstl和SHAvite - 3）中，选择不同的选择函数对性能影响不大。这些算法都需要进行多次AES S盒侧信道攻击来恢复完整的秘密内部状态，在复杂度和功率轨迹数量等因素上，它们对侧信道密码分析的自然脆弱性相似，与实际的AES块密码情况接近。
   • 对于BLAKE算法，通过推导模块化加法选择函数来恢复256位未知链变量是可行的。模块化加法的非线性特性增加了相关性对比度，对攻击者很有价值。
   • CubeHash是一种典型的ARX函数，尽量使选择函数为模块化加法类型。总共可以用模块化加法选择函数恢复512位，用异或选择函数恢复512位。不过，实际攻击时，根据底层硬件的不同，实施攻击可能具有挑战性，而且其内部状态比其他候选算法更大，这增加了攻击的难度。
   • HAMSI算法虽然使用了替换表，但攻击难度较大。与AES S盒相比，其相关性对比度较低，不过可能在内部层找到涉及模块化加法的更好选择函数。