Hardware security of isogeny-based cryptography

Sécurisation matérielle de cryptographie post-quantique basée sur les isogénies entre courbes elliptiques En 1994, Shor a montré avec son algorithme de factorisation que les ordinateurs quantiques représentaient une menace pour la cryptographie asymétrique classique. Le National Institute of Standards and Technology (NIST) a alors lancé un concours de standardisation en 2016 afin que des équipes de chercheurs du monde entier proposent des algorithmes implantables sur ordinateurs classiques et résistant aux attaques d'ordinateurs quantiques. Les candidats sont divisés en deux catégories : ceux pour le chiffrement et l'encapsulation de clef, et ceux pour la signature. Ils reposent sur divers outils mathématiques. Nous allons nous intéresser à SIKE (Supersingular isogeny key encapsulation), le seul basé sur les isogénies entre courbes elliptiques. C'était un candidat au quatrième round du concours : le NIST encourageait à poursuivre les recherches à son sujet. Comme les autres candidats, SIKE était censé résister à la cryptanalyse. Toutefois, ses implémentations étaient vulnérables à des attaques matérielles. Des attaques passives et actives ont été proposées pour la cryptographie basée sur les isogénies. Bien que SIKE ait été cassé en juillet 2022, les attaques matérielles que nous avons développées peuvent être utiles pour étudier d’autres cryptosystèmes basés sur les isogénies. Nous allons présenter ces attaques matérielles sur SIKE en commençant par décrire les principes mathématiques qui les sous-tendent, puis en expliquant comment nous les avons mis en pratique en laboratoire. Finalement, nous présenterons des contremesures idoines.