Gelişmiş şifreleme standardı ikame kutusu uygulamaları ve güç analizine dayanıklı dizaynların bir incelemesi

Günümüzde simetrik anahtar algoritmaları konusu yoğun olarak incelenmiştir. Yıllar boyunca, farklı algoritmalar geliştirilmiş, incelenmiş ve standartlaştırılmıştır. İlk yaygınlaşan algoritma, 1970'lerde geliştirilen ve 1977'de Ulusal Standartlar Bürosu (NBS) tarafından standartlaştırılan Veri Şifreleme Standardı (DES) olmuştur. DES'in modası geçtikten sonra, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) 2001 yılında, zamanının güvenlik gereksinimlerini karşılayacak yeni bir şifreleme standardı bulmak için bir yarışma başlattı. Yarışma sonunda Rijndael algoritması, Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) adıyla yeni simetrik anahtar algoritması standardı olarak seçildi. Tarif edilen tüm bu süreçler, sürekli matematiksel olarak mümkün olan en iyi algoritmaların oluşturulmasına ve test edilmesine katkıda bulunuyor. Bununla birlikte, bir zincir en zayıf halkası kadar güçlüdür ve bu algoritmalar algoritmik zayıflıkları nedeniyle olmasa da, kullanıcı veya uygulamayla ilgili diğer faktörler nedeniyle deşifre edilmektedir. Bariz hatalar hariç, bazı değişkenleri kontrol etmek daha zordur. Bu algoritmalar gerçek cihazlar tarafından uygulanır ve gerçek cihazlar verdikleri görevleri tamamlamak için zaman ve enerji harcarlar. Bu idealsizlikler, bu cihazların içlerinde neler olup bittiğini elektromanyetik yaymalar, elektrik enerjisi tüketimi ve zamanlama gecikmeleri vesileleriyle sızdırmasına yol açar. Bu nedenle, potansiyel bir saldırgan, algoritmanın yerine cihazın idealsizliklerini hedeflemeyi seçebilir. Şifrelemeyle ilgili bu tür saldırılara yan kanal saldırıları denir. En popüler yan kanal saldırılarından biri güç analizi saldırısıdır. Bu saldırı, bir cihazın güç tüketimine ait istatistiksel özelliklerinin, işleyişine ve işlenen verilere bağlı olmasına dayanır. AES için bu saldırılar, ilginç istatistiksel özelliklerinden dolayı çoğunlukla ikame kutularını (S-box) hedeflemektedir. Bu nedenle, bu proje AES S-box'ları uygulamak için farklı yollar araştırırken, lojik kapıları seviyesinde güç analizi direncini arttırmaya çalışmaktadır.