Publication

SUNDAE: Small Universal Deterministic Authenticated Encryption for the Internet of Things

Subhadeep Banik
2018
Article de conférence
Résumé

Lightweight cryptography was developed in response to the increasing need to secure devices for the Internet of Things. After significant research effort, many new block ciphers have been designed targeting lightweight settings, optimizing efficiency metrics which conventional block ciphers did not. However, block ciphers must be used in modes of operation to achieve more advanced security goals such as data confidentiality and authenticity, a research area given relatively little attention in the lightweight setting. We introduce a new authenticated encryption (AE) mode of operation, SUNDAE, specially targeted for constrained environments. SUNDAE is smaller than other known lightweight modes in implementation area, such as CLOC, JAMBU, and COFB, however unlike these modes, SUNDAE is designed as a deterministic authenticated encryption (DAE) scheme, meaning it provides maximal security in settings where proper randomness is hard to generate, or secure storage must be minimized due to expense. Unlike other DAE schemes, such as GCM-SIV, SUNDAE can be implemented efficiently on both constrained devices, as well as the servers communicating with those devices. We prove SUNDAE secure relative to its underlying block cipher, and provide an extensive implementation study, with results in both software and hardware, demonstrating that SUNDAE offers improved compactness and power consumption in hardware compared to other lightweight AE modes, while simultaneously offering comparable performance to GCM-SIV on parallel high-end platforms.

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Concepts associés (32)
Chiffrement
thumb|Table de chiffrement de la guerre franco–prussienne de 1870, évoquant une série de mots classés par ordre alphabétique. Archives nationales de France. Le chiffrement (ou parfois cryptage) est un procédé de cryptographie grâce auquel on souhaite rendre la compréhension d'un document impossible à toute personne qui n'a pas la clé de chiffrement. Ce principe est généralement lié au principe d'accès conditionnel. Bien que le chiffrement puisse rendre secret le sens d'un document, d'autres techniques cryptographiques sont nécessaires pour communiquer de façon sûre.
Chiffrement par bloc
vignette|un schéma de chiffrement par bloc Le chiffrement par bloc (en anglais block cipher) est une des deux grandes catégories de chiffrements modernes en cryptographie symétrique, l'autre étant le chiffrement par flot. La principale différence vient du découpage des données en blocs de taille généralement fixe. La taille de bloc est comprise entre 32 et 512 bits. Dans le milieu des années 1990, le standard était de 64 bits. Depuis 2000 et le concours AES, le standard est de 128 bits.
Fonction de compression
vignette|Une fonction de compression unidirectionnelle typique, habituellement utilisée dans la construction Merkle-Damgård En cryptographie, une fonction de compression est une fonction à sens unique qui prend une entrée de M bits et produit à sa sortie une séquence de N bits avec N strictement inférieur à M. On doit ce terme à Ralph Merkle et Ivan Damgård qui l'ont utilisé dans le cadre de la construction de Merkle-Damgård. La sortie est ainsi « compressée » (à perte d'où le terme « sens unique ») puisque plus courte que l'entrée.
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