English+GermanWikipedia - /page/entry.mu

Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Differenzielle Fehleranalyse</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Differenzielle Fehleranalyse</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>differentielle Fehleranalyse</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic">differential fault analysis</span>, kurz DFA) ist eine Art aktiver <a href="Seitenkanalangriff" class="mw-redirect" title="Seitenkanalangriff">Seitenkanalangriff</a> im Bereich der <a href="Kryptographie" title="Kryptographie">Kryptographie</a>, insbesondere der <a href="Kryptoanalyse" title="Kryptoanalyse">Kryptoanalyse</a>. Das Prinzip besteht darin, durch unvorhergesehene Umgebungsbedingungen gezielt Fehler in kryptographische Berechnungen einzubringen, um deren interne Zustände aufzudecken.

</p><p>Dazu könnte der Betrieb beispielsweise eines eingebetteten <a href="Kryptoprozessor" title="Kryptoprozessor">Prozessors</a> einer <a href="Chipkarte" title="Chipkarte">Chipkarte</a> durch überhöhte Temperatur, <a href="Spannungsquelle" title="Spannungsquelle">Versorgungsspannung</a> oder Stromstärke, <a href="%C3%9Cbertakten" title="Übertakten">Übertaktung</a>, <a href="Elektrisches_Feld" title="Elektrisches Feld">elektrische</a> oder <a href="Magnetisches_Feld" class="mw-redirect" title="Magnetisches Feld">magnetische Felder</a> oder sogar <a href="Ionisierende_Strahlung" title="Ionisierende Strahlung">ionisierende Strahlung</a> beeinflusst werden. Solche Überbeanspruchung kann zu <a href="Datenfehler" class="mw-redirect" title="Datenfehler">Datenfehlern</a> und in der Folge zu fehlerhaften Ausgaben des Prozessors führen, die Rückschlüsse auf ausgeführte Anweisungen oder auf interne Datenstände ermöglichen.<sup id="cite_ref-Biham&Shamir_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Biham&Shamir-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Boneh_et_al._2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Boneh_et_al.-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Für <a href="Data_Encryption_Standard" title="Data Encryption Standard">DES</a> und Triple DES sind etwa 200 einfach umgekippte Bits erforderlich, um an einen geheimen <a href="Schl%C3%BCssel_(Kryptologie)" title="Schlüssel (Kryptologie)">Schlüssel</a> zu gelangen.<sup id="cite_ref-Karri_et_al._3-0" class="reference"><a href="#cite_note-Karri_et_al.-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> DFA wurde auch erfolgreich auf <a href="Advanced_Encryption_Standard" title="Advanced Encryption Standard">AES</a>-Verschlüsselung angewendet.<sup id="cite_ref-Giraud_2005_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-Giraud_2005-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Es wurden viele Gegenmaßnahmen vorgeschlagen, um diese Art von Angriffen abzuwehren. Die meisten beruhen auf Fehlererkennung.<sup id="cite_ref-Guo&Karri_5-0" class="reference"><a href="#cite_note-Guo&Karri-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Rauzy&Guilley_6-0" class="reference"><a href="#cite_note-Rauzy&Guilley-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Für einen Angriff durch Fehlereinstreuung werden die für die kryptographischen Berechnungen zuständigen Transistoren überbeansprucht, um Fehler zu erzeugen, die dann als DFA-Eingabe verwendet werden. Die Störung kann durch einen elektromagnetischen Puls (EM-Puls) oder einen Laserpuls verursacht werden.

</p><p>Die Fehlereinstreuung geschieht mittels einer mit einem Impulsgeber verbundenen elektromagnetischen Sonde oder einem Laser und erzeugt eine Störung von in etwa der Dauer eines Prozessorzyklus (in der Größenordnung einer Nanosekunde). Die auf den Chip übertragene Energie kann ausreichen, um Komponenten durchzubrennen. Daher müssen die Spannung des Impulsgebers (einige hundert Volt) und die Positionierung der Sonde genau kalibriert werden. Um eine höhere Präzision zu erreichen, werden die Chips oft entkapselt, also das Einschlussmaterial chemisch abgetragen, um das blanke Silizium des nackten Chips freizulegen.<sup id="cite_ref-eShard.com_7-0" class="reference"><a href="#cite_note-eShard.com-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Biham&Shamir-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Biham&Shamir_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Eli Biham, Adi Shamir: The next Stage of Differential Fault Analysis: How to break completely unknown cryptosystems (1996)</span>

</li>

<li id="cite_note-Boneh_et_al.-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Boneh_et_al._2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Dan Boneh, Richard A. DeMillo, Richard J. Lipton: <cite style="font-style:italic">On the Importance of Checking Cryptographic Protocols for Faults</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Advances in Cryptology — EUROCRYPT ’97</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1233</span>. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1997, ISBN 978-3-540-62975-7, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>37–51</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/3-540-69053-0_4">10.1007/3-540-69053-0_4</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/3-540-69053-0_4.pdf">springer.com</a> [PDF]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Differenzielle+Fehleranalyse&rft.atitle=On+the+Importance+of+Checking+Cryptographic+Protocols+for+Faults&rft.au=Dan+Boneh%2C+Richard+A.+DeMillo%2C+Richard+J.+Lipton&rft.btitle=Advances+in+Cryptology+%E2%80%94+EUROCRYPT+%E2%80%9997&rft.date=1997&rft.doi=10.1007%2F3-540-69053-0_4&rft.genre=book&rft.isbn=9783540629757&rft.pages=37-51&rft.place=Berlin%2C+Heidelberg&rft.pub=Springer+Berlin+Heidelberg&rft.volume=1233" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-Karri_et_al.-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Karri_et_al._3-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Ramesh Karri, K. Wu, P. Mishra, Yongkook Kim: <cite style="font-style:italic">Fault-based side-channel cryptanalysis tolerant Rijndael symmetric block cipher architecture</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Proceedings 2001 IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI Systems</cite>. IEEE Comput. Soc, San Francisco, CA, USA 2001, ISBN 978-0-7695-1203-7, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>427–435</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1109/DFTVS.2001.966796">10.1109/DFTVS.2001.966796</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.academia.edu/download/34244375/DFT2002_Paper.pdf">academia.edu</a> [PDF; abgerufen am 3. Januar 2022]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Differenzielle+Fehleranalyse&rft.atitle=Fault-based+side-channel+cryptanalysis+tolerant+Rijndael+symmetric+block+cipher+architecture&rft.au=Ramesh+Karri%2C+K.+Wu%2C+P.+Mishra%2C+...&rft.btitle=Proceedings+2001+IEEE+International+Symposium+on+Defect+and+Fault+Tolerance+in+VLSI+Systems&rft.date=2001&rft.doi=10.1109%2FDFTVS.2001.966796&rft.genre=book&rft.isbn=9780769512037&rft.pages=427-435&rft.place=San+Francisco%2C+CA%2C+USA&rft.pub=IEEE+Comput.+Soc" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-Giraud_2005-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Giraud_2005_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Christophe Giraud: <cite style="font-style:italic">DFA on AES</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Advanced Encryption Standard – AES</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>3373</span>. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2005, ISBN 978-3-540-26557-3, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>27–41</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/11506447_4">10.1007/11506447_4</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.researchgate.net/profile/Christophe-Giraud-3/publication/221005703_DFA_on_AES/links/00b7d52c1f13e36ef1000000/DFA-on-AES.pdf">researchgate.net</a> [PDF; abgerufen am 3. Januar 2022]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Differenzielle+Fehleranalyse&rft.atitle=DFA+on+AES&rft.au=Christophe+Giraud&rft.btitle=Advanced+Encryption+Standard+-+AES&rft.date=2005&rft.doi=10.1007%2F11506447_4&rft.genre=book&rft.isbn=9783540265573&rft.pages=27-41&rft.place=Berlin%2C+Heidelberg&rft.pub=Springer+Berlin+Heidelberg&rft.volume=3373" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-Guo&Karri-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Guo&Karri_5-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Xiaofei Guo, Ramesh Karri: <cite style="font-style:italic">Invariance-based concurrent error detection for advanced encryption standard</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Proceedings of the 49th Annual Conference on Design Automation - DAC '12</cite>. ACM Press, San Francisco, California 2012, ISBN 978-1-4503-1199-1, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>573</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1145/2228360.2228463">10.1145/2228360.2228463</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.academia.edu/download/30606882/2012_dac_rex.pdf">academia.edu</a> [PDF; abgerufen am 3. Januar 2022]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Differenzielle+Fehleranalyse&rft.atitle=Invariance-based+concurrent+error+detection+for+advanced+encryption+standard&rft.au=Xiaofei+Guo%2C+Ramesh+Karri&rft.btitle=Proceedings+of+the+49th+Annual+Conference+on+Design+Automation+-+DAC+%2712&rft.date=2012&rft.doi=10.1145%2F2228360.2228463&rft.genre=book&rft.isbn=9781450311991&rft.pages=573&rft.place=San+Francisco%2C+California&rft.pub=ACM+Press" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-Rauzy&Guilley-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Rauzy&Guilley_6-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Pablo Rauzy, Sylvain Guilley: <cite style="font-style:italic">Countermeasures against High-Order Fault-Injection Attacks on CRT-RSA</cite>. In: <cite style="font-style:italic">2014 Workshop on Fault Diagnosis and Tolerance in Cryptography</cite>. IEEE, Busan, South Korea 2014, ISBN 978-1-4799-6292-1, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>68–82</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1109/FDTC.2014.17">10.1109/FDTC.2014.17</a></span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.465.242&rep=rep1&type=pdf">psu.edu</a> [PDF; abgerufen am 3. Januar 2022]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Differenzielle+Fehleranalyse&rft.atitle=Countermeasures+against+High-Order+Fault-Injection+Attacks+on+CRT-RSA&rft.au=Pablo+Rauzy%2C+Sylvain+Guilley&rft.btitle=2014+Workshop+on+Fault+Diagnosis+and+Tolerance+in+Cryptography&rft.date=2014-09&rft.doi=10.1109%2FFDTC.2014.17&rft.genre=book&rft.isbn=9781479962921&rft.pages=68-82&rft.place=Busan%2C+South+Korea&rft.pub=IEEE" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-eShard.com-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-eShard.com_7-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://eshard.com/fault-injection"><i>Fault Injection.</i></a> In: <i>eShard.com.</i> Oktober 2021,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 23. November 2021</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ADifferenzielle+Fehleranalyse&rft.title=Fault+Injection&rft.description=Fault+Injection&rft.identifier=https%3A%2F%2Feshard.com%2Ffault-injection&rft.date=2021-10&rft.language=en"> </span></span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2024-01-05" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Differenzielle_Fehleranalyse&oldid=240862469">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.

</div>

</div></div>

</div>

</main>

</div>

</body></html>