Article (Périodiques scientifiques)
Cryptanalysis of ARX-based White-box Implementations
BIRYUKOV, Alexei; LAMBIN, Baptiste; UDOVENKO, Aleksei
2023In IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 2023 (3), p. 97-135
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Mots-clés :
White-box cryptography; Cryptanalysis; Algebraic attacks; Decomposition attacks
Résumé :
[en] At CRYPTO’22, Ranea, Vandersmissen, and Preneel proposed a new way to design white-box implementations of ARX-based ciphers using so-called implicit functions and quadratic-affine encodings. They suggest the Speck block-cipher as an example target. In this work, we describe practical attacks on the construction. For the implementation without one of the external encodings, we describe a simple algebraic key recovery attack. If both external encodings are used (the main scenario suggested by the authors), we propose optimization and inversion attacks, followed by our main result - a multiple-step round decomposition attack and a decomposition-based key recovery attack. Our attacks only use the white-box round functions as oracles and do not rely on their description. We implemented and verified experimentally attacks on white-box instances of Speck-32/64 and Speck-64/128. We conclude that a single ARX-round is too weak to be used as a white-box round.
Disciplines :
Sciences informatiques
Auteur, co-auteur :
BIRYUKOV, Alexei ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Medicine (FSTM) > Department of Computer Science (DCS) ; University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Cryptolux
LAMBIN, Baptiste ;  University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Cryptolux
UDOVENKO, Aleksei  ;  University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Cryptolux
Co-auteurs externes :
no
Langue du document :
Anglais
Titre :
Cryptanalysis of ARX-based White-box Implementations
Date de publication/diffusion :
09 juin 2023
Titre du périodique :
IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems
eISSN :
2569-2925
Maison d'édition :
Ruhr-University of Bochum, Bochum, Allemagne
Volume/Tome :
2023
Fascicule/Saison :
3
Pagination :
97-135
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Focus Area :
Security, Reliability and Trust
Projet FnR :
FNR13641232 - Analysis And Protection Of Lightweight Cryptographic Algorithms, 2019 (01/01/2021-31/12/2023) - Alex Biryukov
Intitulé du projet de recherche :
R-AGR-3748 - C19/IS/13641232/APLICA (01/09/2020 - 30/08/2022) - BIRYUKOV Alexei
Organisme subsidiant :
FNR - Fonds National de la Recherche
N° du Fonds :
C19/IS/13641232
Disponible sur ORBilu :
depuis le 14 juillet 2023

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