Metis: An Integrated Morphing Engine CPU to Protect Against Side Channel Attacks
Notice bibliographique
Résumé
Power consumption and electromagnetic emissions analyses are well established attack avenues for secret values extraction in a large range of embedded devices. Countermeasures against these attacks are approached at different levels, from modified logic styles, to changes in the software implementations. In this work, we propose a microarchitectural modification to a compact RISC-V SoC, the OpenTitan open source silicon root of trust, providing a code morphing countermeasure against power and electromagnetic emissions side channel attacks. Our approach allows the countermeasure to be applied transparently, without the need for any software modification to the cryptographic primitive running on OpenTitan. Our microarchitecture integration of a morphing engine also allows us to provide transparent protection to memory operations. We validate our approach through measurements on an actual FPGA prototype on a Xilinx Artix-7. Our integrated morphing engine increases the FPGA resource consumption by less than 8%, plus the resources required by an RNG of choice, with respect to the original OpenTitan SoC. Our design shows a side channel attack resistance improvement of at least 250× in the Measurements-To-Disclose metric with respect to the unprotected design. We benchmark the performance of our proposed architecture on all the ISO/IEC standard symmetric block ciphers, including, among the other AES, reducing the execution time overhead by 21× to 141× with respect to a continuously morphing software solution.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».