关于密码加密算法侧信道分析 安全技术简述



(1)侧通道分析技术的定义
 
侧通道分析,又称侧通道攻击,是一种通过攻击密码实现(包括密码芯片、密码模块、密码系统

等)来分析密钥的方法。随着集成电路技术的发展,密码算法以硬件电路的方式出现在密码设备

中。在实际应用中,这些硬件设备泄漏了各种物理信息,如能量、电磁等,称为侧面信息。利用

这些信息,边通道分析技术可以直接或间接地获取加密算法过程中的中值信息,从而可以逐段恢

复较长的密钥。


 
(2)侧通道分析技术的分类

 
根据入侵设备的程度,横向通道分析技术可分为入侵类型、非入侵类型和半入侵类型。入侵类型

分析方法是指利用专用工具对设备进行物理转换,需要打开卡片直接进入芯片表面,如揭开智能

卡保护层,直接连接数据总线观察数据传输过程。无创分析方法主要采用直接暴露的可用信息,

如设备操作实践、实际能耗等。半侵入分析方法也要求直接进入芯片表面,但不需要篡改钝化层

,即与金属表面没有电接触。

 
 
根据是否干扰设备的运行,侧通道分析技术可分为主动和被动两种。主动分析是攻击者篡改的芯

片的正常操作功能,如在芯片计算过程中发起错误攻击。被动分析只是通过观测芯片处理数据来

收集可用的侧面信息,而不是干涉芯片。因为被动分析可能需要打开芯片来收集信息,被动分析

也可能是介入分析。
 
侧通道分析技术的发展
 
侧信道分析技术的起源可以追溯到二战,当研究人员发现密文装置会通过电磁发射泄漏时。二战

结束后,一些组织开始尝试通过不同的侧信道分析方法来检测密文装置,发现大多数设备都无法

抵抗侧信道分析。目前,侧通道分析主要包括定时分析、能量分析和电磁分析。
 
 
从国内外发展来看,国际渠道分析技术已经成熟,荷兰Riscure公司的检测平台和FI平台、法国

Secure-IC公司的智能Sic分析平台、日本RCIS研究中心的Sasebo开发委员会已被广泛认可为该

行业的侧渠道分析工具,国际商业芯片也被侧渠道分析技术打破。2016年,以色列telavivu大学

的特罗姆瑟团队在ct-rsa上演示了如何利用电磁攻击从隔壁房间的计算机获取信息。2017年,nx

p的wagner等人在智能卡际ceal5安全认证的智能卡中破解了3des算法。2018年1月,英特尔处

理器暴露于崩溃和spectre漏洞之中,这些漏洞可能使云服务器面临数千英里以外的侧通道缓存

分析。
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