Low overhead side channel protection for code-based post-quantum cryptosystems

This thesis work proposes a side channel proof implementation of the decryption phase of the LEDACrypt-KEM cryptosystem, trying to keep operations overhead as low as possible. The first chapter contains all the essential information to understand the ctyptosystem and the theory of side channel attacks. Also, in the first chapter is explained how Tung Chou's work was used to achieve a constant time implementation of the cipher that was the basis on which the other protections were added. In the second chapter, it explains the changes made to the LEDACrypt Decoder in order to make it side channel proof. Finally, the third chapter describes the experimental campaign on STM32H753, focusing mainly on how much the modifications to the original implementation weigh in terms of machine cycles.

La tesi propone un'implementazione side channel proof della fase di decrittazione del sistema di crittografia LEDACrypt-KEM cercando di mantenere un overhead delle operazioni il più basso possibile. Nel primo capitolo sono presenti tutte le informazioni fondamentali per capire lo schema di crittografia e le basi degli attacchi side channel. Sempre nel primo capitolo è spiegato come il lavoro di Tung Chou è stato usato per raggiungere un'implementazione a tempo costante del cifrario, essa è stata la base su cui sono state aggiunte le altre protezioni. Nel secondo capitolo sono spiegate le modifiche fatte al Decoder del LEDACrypt in modo da renderlo side channel proof. Infine, nel terzo capitolo è descritta la campagna sperimentale effettuata su STM32H753, focalizzandosi principalmente su quanto pesano, in termini di cicli di macchina, le modifiche all'implementazione originale.