12、类 AES 密码的侧信道辅助逆向工程

类 AES 密码的侧信道辅助逆向工程

在密码学领域，逆向工程类 AES 密码是一项具有挑战性但又十分重要的任务。本文将详细介绍如何利用侧信道信息来逆向工程类 AES 密码，包括密钥恢复、字节置换、扩散层矩阵以及非线性替换层查找表的恢复。

1. 基础知识

在深入研究逆向工程之前，我们需要了解一些基础知识，特别是与功耗和中间值相关的概念。

1.1 汉明重量模型

以内存类型指令 [ADDR PT] ←R1 为例，其中 [ADDR PT] 表示内存中明文字节的地址。如果总线初始预充电为全零，那么存储指令的执行会导致动态功耗，该功耗与 R1 中逻辑 1 的数量相关。换句话说，R1 的汉明重量 H(R1) 与对应存储指令在特定时间点测量的功率值相关，这就是 Mangard 等人提出的汉明重量模型。

1.2 功率轨迹

定义 Exp(bi,F (j)) 为一个实验，用于从计算值 bi,F (j) 中获取功率轨迹，其中 bi,F (j) 表示在计算层 F 中第 j 轮的第 i 个状态字节， i ∈[0, 15] ， j ∈[1, 10] ， F ∈{AK, SB, PB, MC} 。由于计算任何特定层 F 通常由多个指令执行，我们用 E(bi,F (j)) 表示计算字节 bi,F (j) 时记录的功率信号，