2、构造性侧信道分析与安全设计：背景与相关工作

构造性侧信道分析与安全设计：背景与相关工作

1 引言

在当今数字化时代，信息安全成为至关重要的议题。随着物联网（IoT）设备的广泛应用，侧信道攻击（SCA）作为一种新兴的攻击方式，对嵌入式系统构成了严重威胁。侧信道攻击通过分析设备在执行加密操作时的物理特性（如功耗、电磁辐射等），来推测出加密密钥或其他敏感信息。因此，深入理解侧信道攻击的原理及其防御机制，对于保障信息安全至关重要。

2 侧信道攻击的基本概念

侧信道攻击是指攻击者利用加密算法物理实现过程中泄露的信息来获取密钥或其他秘密数据的一种攻击方式。与传统的密码分析不同，侧信道攻击并不直接攻击算法本身，而是通过间接手段获取信息。以下是几种常见的侧信道攻击类型：

• 功耗分析（Power Analysis, PA） ：通过测量设备在执行加密运算时的功耗变化，推断出加密密钥。
• 电磁分析（Electromagnetic Analysis, EMA） ：通过监测设备在执行加密运算时发出的电磁信号，推断出加密密钥。
• 时间分析（Timing Analysis, TA） ：通过分析加密运算所需的时间，推断出加密密钥。
• 故障注入（Fault Injection, FI） ：通过故意引发硬件或软件故障，改变加密运算的正常流程，从而获取密钥信息。

这些攻击方式各有特点，但共同点在于它们都依赖于物理实现中的泄露信息。为了应对这些攻击，研究人员提出了多种防御措施。