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RSA 求冪中合適的視窗大小是多少?

  • October 13, 2020

我想使用 RSA 模冪運算的視窗方法。

由於旁道攻擊 (SCA)。

但我不知道合適的視窗大小是多少。

RSA 算法(如 OpenSSL)的許多實際實現的視窗大小(W )與密鑰長度有關。例如,在openSSL庫中,對於不安全的 80 位密鑰,W是 4 或對於不安全的 320 位密鑰,W是 5,對於 1024 或2048 位密鑰(長度),W為 6。

注意:openSSL 庫中的最大視窗大小為“6”

A.Toumantsev 在他的評論中說“這取決於”是正確的;我會嘗試對此進行擴展。

首先,沒有一個“視窗方法”,有很多不同的變體,其中 $ w $ 最適合您將取決於您使用的確切版本。

用最基本的視窗方法,計算 $ a^e \bmod p $ , 你:

  • 計算 $ a^0 \bmod p, a^1 \bmod p, a^2 \bmod p, …, a^{2^w-1} \bmod p $ (使用 $ 2^w-2 $ 模乘法),
  • 表示 $ e $ 作為基礎—— $ 2^w $ 整數為 $ e = d_n 2^{nw} + d_{n-1}2^{(n-1)w} + … + d_02^{0w} $
  • 從…開始 $ d_n $ ,或者乘以 $ a^{d_i} \bmod p $ (查找您在步驟 1 中計算的表),並執行 $ w $ 模平方運算,以乘以結束 $ a^{d_0} $

這種非常基本的形式用於 $ k $ 位指數 $ e $ , $ 2^w-2 $ 乘法, $ k/w $ 數字的乘法,大約 $ k $ 平方運算(仔細程式可以減少少量)。

因此,“最佳”價值 $ w $ ,假設你的指數是 $ k $ 位長,是最小化的值 $ 2^w - 2 + k/w + k $ , 或 (刪除不涉及的項 $ w $ , $ 2^w + k/w $ .

如果您使用 CRT 執行 2048 位 RSA(因此在私鑰操作期間, $ e $ 將是一個 1024 位整數),然後一個簡單的計算表明 $ w=6 $ 將是可選的,並且 $ w=5 $ 只會稍微差一點。如果 $ e $ 是一個 2048 位整數,那麼 $ w=6 $ 顯然是最優的。

現在,警告幾句:

  • 這種分析假定了非常基本的視窗方法。但是,如果您真的擔心旁道攻擊,則不太可能使用非常基本的方法,因為如果您不小心,它可能會洩漏很多。您更有可能使用一些變體;該變體的工作方式可能會修改分析。
  • 實際上,使用不太理想的 $ w $ 並不是那麼昂貴(除非你使用一個太大的 $ w $ ); 其中最大的成本是重複平方,並且 $ w $ 並沒有做太多的事情來防止這種情況。你可能(比如說)決定使用一個固定的 $ w=4 $ ; 這需要更長的時間,但它可以簡化數字的計算 $ d_i $ ,並且這種簡化可能會超過小時間成本。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/35366