AES Distrace : lire une trace comme un signal, pas comme une clé
Relier consommation, modèle de fuite et hypothèses de clé avec une corrélation statistique.
Cette note propose une lecture théorique du challenge AES Distrace, classé en cryptographie sur Hackropole. Ce n’est pas une solution officielle ni une copie de write-up : l’objectif est de comprendre le mécanisme intellectuel que ce type d’épreuve cherche à faire manipuler.
L’idée en une image
Le processeur calcule avec des bits physiques. Leur commutation consomme légèrement plus ou moins d’énergie ; des milliers de mesures transforment cette différence minuscule en signal statistique.
Le niveau « hardcore » ne vient généralement pas d’une formule isolée. Il vient de la nécessité de reconnaître quelle structure est exposée, puis d’écarter tout ce qui n’influence pas réellement le secret.
Le modèle mathématique
La CPA compare une hypothèse de fuite, souvent HW(SBox(P⊕k)), à chaque instant des traces. Pour chaque octet candidat k, on calcule le coefficient de Pearson ; un pic stable révèle l’hypothèse la plus cohérente.
La première discipline consiste à écrire les objets avec leur domaine : entiers, classes modulo un nombre, vecteurs sur un corps fini ou octets. Une grande partie des bugs de raisonnement vient d’une opération effectuée dans le mauvais espace.
Ce qu’il faut repérer
- Un ensemble de traces alignées et des textes clairs associés
- Une fuite visible autour d’une S-box
- Un secret récupérable octet par octet
Ces indices ne prouvent pas encore une attaque. Ils servent à former une hypothèse testable : « si ce modèle est le bon, quelle valeur intermédiaire devrais-je pouvoir prédire ? »
Démarche d’analyse
- Inspecter dimensions, normalisation et alignement.
- Choisir une variable intermédiaire dépendant d’un seul octet de clé.
- Construire une matrice d’hypothèses pour les 256 candidats.
- Comparer pics, stabilité et rang du bon candidat.
À chaque étape, conserver un petit test connu. Un script qui produit un résultat plausible mais non vérifié est plus dangereux qu’une équation incomplète : il donne l’impression d’avancer.
Pourquoi le challenge devient difficile
Une épreuve avancée superpose souvent plusieurs couches : parsing, encodage, protocole et primitive. La bonne stratégie consiste à construire des invariants. Une taille doit rester constante, un point doit satisfaire son équation, une signature doit se vérifier, un état prédit doit reproduire plusieurs sorties jamais utilisées pendant l’analyse.
On peut formaliser ce réflexe ainsi :
- Observer une relation stable.
- Modéliser cette relation avec le moins d’hypothèses possible.
- Prédire une nouvelle valeur.
- Valider la prédiction sur des données indépendantes.
Fausses pistes classiques
- Corréler directement la clé.
- Choisir Hamming weight sans tester Hamming distance.
- Interpréter le plus grand pic d’une seule trace.
La difficulté utile d’un challenge n’est pas de lancer tous les outils disponibles. Elle est de savoir quelle propriété chaque outil teste et ce qu’un échec permet réellement de conclure.
Ce que l’architecte sécurité doit en retenir
Masquage, désynchronisation, implémentations constantes et réduction des émissions doivent être combinés.
La crypto échoue rarement parce que l’algorithme central est totalement inconnu. Elle échoue aux frontières : génération d’aléa, réutilisation d’état, encodage, validation, gestion des erreurs et composition avec le protocole.
Pour aller plus loin
Reprendre le challenge en construisant d’abord un modèle miniature avec de petits paramètres. Une fois l’intuition vérifiée, remplacer progressivement les jouets par les vraies tailles. C’est plus lent pendant dix minutes et beaucoup plus rapide pendant les trois heures suivantes.