Kalyna 分组密码是乌克兰的国家密码标准，通过2007年至2010年间的全国竞赛选出，并于2015年批准。尽管已有软件实现，但缺乏高效的硬件加速器。本文针对 Kalyna 的加密、解密及统一加密/解密功能，探索了多种设计架构，权衡了面积与延迟。作者提出了硬件缩减技术，并设计了低面积、低延迟和低功耗的替代方案，目标为专用集成电路（ASIC）实现。这些设计包含了针对侧信道分析（SCA）和故障注入（FI）攻击的防护措施，如隐藏、掩码和时间重复技术。所有实现均在65nm ASIC芯片上验证。实验结果表明，需要针对不同需求探索设计空间。提出的架构通过随机化操作执行顺序来隐藏功率SCA泄漏，而采用时间重复的防SCA设计也能缓解FI攻击。ASIC测试芯片包含多种Kalyna设计，其功能通过测量得到验证。该研究为 Kalyna 硬件实现提供了全面的设计空间探索，并证明了同时防御多种物理攻击的可行性。

内核隔离执行环境（IEE）是当前研究热点，旨在通过特权分离保护内核中的关键资源和监控模块。然而，现有 IEE 方案均需作为引用监控器来隔离页表并验证其更新，导致显著性能开销。本文提出 Tide，一种基于 AArch64 架构输出地址大小硬件特性的新型内核级 IEE，能够将页表隔离的检查工作卸载到硬件，从而降低开销。Tide 利用阶段二转换（stage-2 translation）来扩展物理地址范围，灵活映射 IEE 内存并对物理内存施加额外访问控制；同时设计了一种新型门控机制，通过临时禁用地址翻译安全地进入 IEE，并确保该操作仅在固定位置执行。实验结果表明，在保护关键内核结构和安全工具时，Tide 的性能优于所有现有 IEE 方案。本文适合内核安全研究者、操作系统开发者及关注硬件辅助安全机制的工程师阅读。

这篇论文对物理侧信道攻击（SCA）中广泛使用的掩码（masking）防护技术所依赖的t-探测安全模型提出了质疑。掩码通过将每个敏感中间变量随机分割成至少t+1个份额，并假设攻击者最多只能同时探测t个份额（例如使用微探针针尖）或进行t阶统计分析，从而证明实现的安全性。然而，本文提出了一种新型激光辅助SCA技术——激光逻辑状态成像（LLSI），该技术利用激光实现非接触式探测，理论上能够提供无限数量的探针，直接违反了探测安全模型的核心假设。LLSI能够通过单次测量获取硬件实现在任意时钟周期内所有寄存器的逻辑状态“快照”。为了验证该攻击的有效性，作者对掩码AES硬件实现进行了实际攻击，并在两种场景下成功提取了完整密钥：第一种场景假设已知密钥和状态寄存器的位置，可以直接通过一次快照读取其内容；第二种场景考虑未知寄存器位置，利用多次快照和SAT求解器推导出秘密。实验结果表明，即使理论上满足高阶掩码安全性的实现，在实际中也可能被LLSI完全攻破，从而揭示了t-探测模型与现实攻击能力之间的巨大差距。该研究对于重新评估硬件安全防护措施具有重要价值。