Advances of Side-Channel Analysis in the Areas of Post-Quantum Cryptography and Deep Learning-Based Attacks

Schamberger, Thomas

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Elektrotechnik

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Original title:: Advances of Side-Channel Analysis in the Areas of Post-Quantum Cryptography and Deep Learning-Based Attacks
Translated title:: Fortschritte in der Seitenkanalanalyse in den Bereichen Post-Quanten-Kryptographie und Deep Learning-basierte Angriffe
Author:: Schamberger, Thomas
Year:: 2024
Document type:: Dissertation
Faculty/School:: TUM School of Computation, Information and Technology
Institution:: Sicherheit in der Informationstechnik (Prof. Sigl)
Advisor:: Sigl, Georg (Prof. Dr.)
Referee:: Sigl, Georg (Prof. Dr.); Kavun, Elif Bilge (Prof. Dr.)
Language:: en
Subject group:: DAT Datenverarbeitung, Informatik; ELT Elektrotechnik
Keywords:: Side-Channel Analysis; SCA; ASCAD; DL-SCA; Post-Quantum Cryptography; Chosen-Chipertext Attacks; Countermeasures, HQC; NTRUEncrypt
Translated keywords:: Seitenkanalanalyse; SCA; ASCAD; DL-SCA; Post-Quanten-Kryptographie; Chosen-Ciphertext-Angriffe; Gegenmaßnahmen; HQC; NTRUEncrypt
TUM classification:: DAT 460
Abstract:: This thesis contributes to the field of Side-Channel Analysis (SCA) with attacks and countermeasures for two post-quantum cryptography algorithms and methods for the explainability of deep learning-based SCA. After an evaluation of masking for NTRUEncrypt, the development of chosen-ciphertext attacks and countermeasures for the HQC cryptosystem are presented. Enhancements for the occlusion explainability method are developed based on a comprehensive evaluation of the ASCAD databases.
Translated abstract:: Diese Arbeit leistet einen Beitrag auf dem Gebiet der Seitenkanalanalyse (SCA) durch die Entwicklung von Angriffen und Gegenmaßnahmen für zwei Post-Quanten-Kryptographie Algorithmen und Methoden der Erklärbarkeit von Deep Learning-basierter SCA. Die Maskierung von NTRUEncrypt wird untersucht und Chosen-Ciphertext-Angriffe und Gegenmaßnahmen für HQC vorgestellt. Basierend auf einer umfassenden Evaluierung der ASCAD-Datensätze werden Erweiterungen für die Occlusion-Erklärungsmethode entwickelt.
WWW:: https://mediatum.ub.tum.de/?id=1747381
Date of submission:: 25.06.2024
Oral examination:: 08.01.2025
File size:: 11378318 bytes
Pages:: 171
Urn (citeable URL):: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:91-diss-20250108-1747381-0-4
Last change:: 15.04.2025
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