Shivam Bhasin, Debapriya Basu Roy, Sikhar Patranabis, Debdeep Mukhopadhyay, Sylvain Guilley, Annelie Heuser, Indian Institute of Technology Kharagpur (IIT Kharagpur), Temasek Laboratories, Nanyang Technological University [Singapour], Télécom ParisTech, Threat Analysis and Mitigation for Information Security (TAMIS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Common Criteria (CC) and FIPS 140-3 are two popular side channel testing methodologies. Test Vector Leakage Assessment Methodology ( TVLA ), a potential candidate for FIPS, can detect the presence of side-channel information in leakage measurements. However, TVLA results cannot be used to quantify side-channel vulnerability and it is an open problem to derive its relationship with side channel attack success rate ( SR ), i.e., a common metric for CC. In this paper, we extend the TVLA testing beyond its current scope. Precisely, we derive a concrete relationship between TVLA and signal to noise ratio ( SNR ). The linking of the two metrics allows direct computation of success rate ( SR ) from TVLA for given choice of intermediate variable and leakage model and thus unify these popular side channel detection and evaluation metrics. An end-to-end methodology is proposed, which can be easily automated, to derive attack SR starting from TVLA testing. The methodology works under both univariate and multivariate setting and is capable of quantifying any first order leakage. Detailed experiments have been provided using both simulated traces and real traces on SAKURA-GW platform. Additionally, the proposed methodology is benchmarked against previously published attacks on DPA contest v4.0 traces, followed by extension to jitter based countermeasure. The result shows that the proposed methodology provides a quick estimate of SR without performing actual attacks, thus bridging the gap between CC and FIPS.