Rank Ceiling for Twiddle-Perturbation Faults on the Forward NTT↗ (원문, 새 창)

연구팀은 2024년 NIST가 표준화한 포스트 퀀텀 암호 ML-KEM과 ML-DSA의 순방향 수론적 변환(NTT) 연산에 대한 트위들 교란 결함 공격을 분석했다. 기존 공격이 특정 트위들 값을 0으로 만드는 방식이었던 반면, 이 연구는 가변치 교체(비트 플립 포함) 시 비밀 다항식과 결함 차이 사이의 선형 사상 구조를 규명했다. 단일 결함의 경우 랭크는 해당 트위들을 공유하는 버터플라이 수와 같고, 레이어마다 ML-KEM은 128에서 2로, ML-DSA는 1로 절반씩 감소한다. 레이어당 하나의 결함으로 ML-KEM은 상수·1차 계수를 제외한 거의 모든 계수가, ML-DSA는 상수항을 제외한 계수가 결정되며, 이를 Lean 4로 공식 검증했다. 이 랭크 측정치는 대응 방안 설계를 위한 노출 정도의 폐쇄형 지표를 제공한다.

• NIST 표준 ML-KEM·ML-DSA의 NTT 연산에 대한 트위들 교란 결함 공격의 선형 구조 규명
• 단일 결함의 랭크가 트위들을 공유하는 버터플라이 수와 같고 레이어마다 절반씩 감소
• 레이어당 결함 하나로 ML-KEM·ML-DSA 계수 대부분이 결정됨을 Lean 4로 공식 검증
• 알려진 정상 키와 결함 있는 키 비교를 통한 비밀 다항식 복원 가능성도 제시