Атака методом анализа сбоев на алгоритмы выработки имитовставок HMAC и NMAC. Одной из важных проблем, возникающих при проектировании и практической реализации криптосистем, является противодействие атакам по побочным каналам. Нередко алгоритмы, стойкость которых с чисто математической точки зрения не вызывает больших сомнений, оказываются уязвимыми к таким атакам при их реализации на конкретном физическом устройстве.Атака методом анализа сбоев является одним из вариантов атаки на криптосистему по побочным каналам. Суть ее состоит в активном воздействии атакующим на физическое устройство, осуществляющее процесс вычислений (например, смарт-карту). Получаемые в результате воздействия искажения затем анализируются с целью восстановить секретную информацию, хранимую внутри устройства. Подобные атаки зачастую оказываются значительно эффективнее пассивных атак по побочным каналам.Атаки методом анализа сбоев были предложены в более 20 лет назад. С тех пор были успешно построены атаки на реализации целого ряда симметричных и асимметричных криптоалгоритмов. Также был предложен ряд различных методов осуществления активного воздействия на процесс вычислений, с использованием конкретных физических эффектов и особенностей вычислительной среды. Также активно развиваются и подходы к противодействию такого рода атакам. Для этого используются как физические, так и чисто математические методы. Однако следует отметить, что криптографические хэш-функции, и более сложные криптосхемы, содержащие их в качестве компонент (например, некоторые имитовставки и цифровые подписи), в рамках этих работ представлены незначительно.Важно отметить, что для практического применения конкретной атаки необходимо сочетание следующих факторов: наличия возможности конкретного физического воздействия на вычислительный процесс, адекватной математической модели данного физического воздействия и чисто математического компонента атаки --конкретного алгоритма внесения искажений и последующего анализа результатов. При этом решение каждой из этих задач по отдельности представляет самостоятельную теоретическую ценность.Результаты настоящей работы не затрагивают физическую составляющую атаки, ограничиваясь лишь математикой. Иными словами, предложены конкретные алгоритмы внесения искажений и последующего анализа результатов. При этом конкретная модель сбоев считается известной и заданной. Рассмотрено несколько таких моделей, которые базируются на аналогах, ранее предложенных для других алгоритмов.В качестве объекта исследований выбраны два стандарта формирования имитовставок: HMAC и NMAC. Указанные стандарты могут базироваться на любой криптографической хэш-функции, обеспечивающей нужный уровень стойкости. В данной работе исследованы четыре примера широкораспространенных хэшей: MD5, MD4, SHA-1, SHA-0.Основными результатами данной работы являются следующие:- построены конкретные алгоритмы внесения искажений в вычислительный процесс, и их дальнейшего анализа, позволяющие извлечь секретную информацию (секретные ключи);- найдены и обоснованы оценки сложности таких атак (в терминах числа вносимых сбоев и трудоемкости последуюшего анализа) для различных сочетаний параметров(алгоритмов и моделей сбоев);- показано, что атаки могут быть проведены за разумное время.

Рубрика: Математика