8、深入理解单通道分析测量设置

深入理解单通道分析测量设置

研究背景与目标

在利用泄漏动态部分进行（标准）攻击时，测量设置对噪声水平的影响至关重要。此前，Guilley 等人提出用信噪比（SNR）量化侧信道采集质量，Merino del Pozo 和 Standaert 讨论了不同设置对泄漏检测的影响，但这些研究范围有限。本文旨在分析实际测量设置的四个重要参数：探测方法、被测设备（DUT）的时钟频率、电源电压和用于收集测量数据的示波器采样率。通过对软件（ARM Cortex）和硬件（Xilinx FPGA）两个 DUT 进行系统研究，评估这些参数对单变量评估指标（如 SNR）和多变量评估指标（如感知信息 PI）的影响，并提取有用的参数选择建议。

评估指标与工具

1. Mangard 的 SNR
   • 定义 ：Mangard 在侧信道分析中引入的 SNR，直观地将与数据相关的信号表示为平均迹线的方差，噪声表示为方差迹线的均值。对于目标中间变量 y，其定义为：
     [
     \hat{SNR} = \frac{\hat{Var}_y(\hat{E}_i(l_y^i))}{\hat{E}_y(\hat{Var}_i(l_y^i))}
     ]
     其中，(\hat{Var}) 和 (\hat{E}) 是在 (l_y^i \in L) 上估计的样本方差和样本均值，(l_y^i) 表示由目标变量 y 生成的第 i 个侧信道观测值。
   • 噪声来源 ：Mangard 定义中的噪声有两个来源，一是物理噪声，由物理现象（如热噪声、闪烁噪