26、旁道与故障分析：机器学习在安全攻防中的应用

旁道与故障分析：机器学习在安全攻防中的应用

1. 旁道攻击概述

1.1 什么是旁道攻击

旁道攻击（SCA）是一种针对加密算法的攻击方式，它基于对加密过程中所使用的辅助系统的研究。攻击者利用设备发出的各种信号，如电磁波、电力使用情况、移动传感器数据以及键盘和打印机发出的声音等，来获取目标设备的信息。一旦捕获这些信号，攻击者就可以对其进行解读，进而突破设备的安全防线。

1.2 旁道攻击的历史

• 1945 年，苏联送给美国大使 W. Averell Harriman 一个带有监听设备的国玺，并放置在大使官邸。该设备在特定无线电频率下可传输音频，直到 1952 年才被发现，这是早期的旁道攻击案例。
• 二战期间，贝尔电话公司发现一次性密码本打印机存在电磁信号泄漏问题，后来通过保持 100 英尺半径的安全距离解决了该问题。
• 1964 年，美国在其大使馆天花板下发现大量耳机，这促使了 Tempest 情报系统的诞生，该系统基于电磁信号工作，并提出了针对旁道攻击的对策。

1.3 旁道攻击的方法

旁道攻击是一种硬件攻击形式，通过攻击系统的硬件组件来破坏系统安全。攻击者不针对系统代码，而是瞄准系统的硬件，如系统显示器、硬盘的电辐射，通过不同通道改变系统功率，试图获取系统访问权限等。这些攻击可能导致安全漏洞，甚至可能获取系统的加密密钥。旁道攻击也被称为侧边攻击或实现攻击。

在正常情况下，信息从源端通过加密通道传输到目的端。但在旁道攻击中，入侵者可以通过其他方式追踪系统。一般在算法设计时，通常只关注算法的输入和输出，但实际上系统外设相关的物理