11、侧信道分析与AES类密码的逆向工程实践

侧信道分析与AES类密码的逆向工程实践

侧信道模拟器设计与评估技术

在侧信道模拟器的设计方面，研究结果显示，开发通用的模拟器（如适用于ARM - Cortex M0的模拟器）可能性不大。微架构的差异，像内存实现方式的不同或其他功能优化，要求预测侧信道泄漏的模拟器针对不同的硅片实现进行训练。对于不同核心实现之间模板的可移植性，微架构的差异将是决定性因素。

在泄漏评估技术方面，我们将TVLA（可能是泄漏评估技术的首选）与通过分析得到的泄漏情况进行了比较。尽管TVLA简单易用，但基于实验结果中的差异，我们提醒嵌入式系统开发者不要仅依靠TVLA来确定泄漏行为，建议使用密钥排序作为一种更可靠但更耗时的技术。

侧信道辅助的AES类密码逆向工程背景

公开密码系统结构是密码学领域的标准假设，算法应在仅密钥保密的情况下保证安全性。然而，未公开的专有加密算法在民用和军事领域仍广泛使用。尽管基于侧信道的逆向工程攻击已在多种加密系统中得到验证，但对AES - 128类密码的完整实用逆向工程尚未实现。

侧信道辅助的密码分析领域近年来发展复杂。攻击过程中收集的信号（即痕迹）可来自多种源，如电磁辐射、功耗甚至设备产生的声音噪声。同时，有多种技术可用于分析这些痕迹以恢复密钥。

Kerckhoffs原则指出，密码系统应在除密钥外所有信息公开的情况下保持安全。但在工业界，通过隐藏信息来保障安全仍有吸引力。例如，丹麦企业Dencrypt的通信设备采用了基于动态加密方案的定制AES实现，使用了秘密S盒。

此前虽有对隐藏结构进行侧信道逆向工程的研究，但大多基于理论模拟，未在实际中验证。Jap和Bhasin进行了首次实际攻击，尝试恢复Atme