03 5 block annotated tủ tài liệu bách khoa

Online   Cryptography   Course                                                                             Dan   Boneh   Block  ciphers   The  AES  block  cipher   Dan  Boneh   The  AES  process   •  1997:      NIST  publishes  request  for  proposal   •  1998:    15  submissions          Five  claimed  aJacks   •  1999:      NIST  chooses  5  finalists   •  2000:      NIST  chooses  Rijndael  as  AES        (designed  in  Belgium)   Key  sizes:      128,  192,  256  bits                Block  size:    128  bits   Dan  Boneh   AES  is  a  Subs-­‐Perm  network  (not  Feistel)   S2   S2   S2   S3   S3   S3   ⋯ ⋯ ⋯   S8   S8   S8   subs   perm   layer   layer   inversion   output   S1   ⨁   S1   S1   kn   ⨁   k2   ⋯ ⨁   input   k1   Dan  Boneh   AES-­‐128  schemaZc   key   16  bytes   inverZble   k1   k2   ⋯   ⨁   (1)  ByteSub   (2)  Shi\Row   (3)  MixColumn   k9   k10   key  expansion:   16  bytes  ⟶176  bytes   (1)  ByteSub   (2)  Shi\Row     ⨁   k0   (1)  ByteSub   (2)  Shi\Row   (3)  MixColumn   ⨁     input   ⨁     ⨁   10  rounds     output     Dan  Boneh   The  round  funcZon   •  ByteSub:        a  1  byte  S-­‐box        256  byte  table          (easily  computable)     •  Shi+Rows:       •  MixColumns:     Dan  Boneh   Code  size/performance  tradeoff   Code  size   Performance   Pre-­‐compute   round  funcZons     (24KB  or  4KB)   largest   fastest:   table  lookups     and  xors   Pre-­‐compute     S-­‐box  only    (256  bytes)   smaller   slower   No  pre-­‐computaZon   smallest   slowest   Dan  Boneh   Example:      Javascript  AES   AES  in  the  browser:   AES  library  (6.4KB)   no  pre-­‐computed  tables   Prior  to  encrypZon:                    pre-­‐compute  tables   Then  encrypt  using  tables   hJp://crypto.stanford.edu/sjcl/   Dan  Boneh   AES  in  hardware   AES  instrucZons  in  Intel  Westmere:   •  aesenc,    aesenclast:        do  one  round  of  AES    128-­‐bit  registers:    xmm1=state,      xmm2=round  key    aesenc    xmm1,  xmm2      ;      puts  result  in  xmm1       •  aeskeygenassist:        performs  AES  key  expansion   •  Claim    14  x  speed-­‐up  over  OpenSSL  on  same  hardware     Similar  instrucZons  on  AMD  Bulldozer     Dan  Boneh   AJacks   Best  key  recovery  aJack:          four  Zmes  beJer  than  ex  search    [BKR’11]       Related  key  aJack  on  AES-­‐256:        [BK’09]              Given    299    inp/out    pairs  from  four  related  keys  in  AES-­‐256              can  recover  keys  in  Zme  ≈299   Dan  Boneh   End  of  Segment   Dan  Boneh