6、密钥字节排名算法在侧信道攻击中的应用

密钥字节排名算法在侧信道攻击中的应用

1 引言

侧信道攻击（SCA）作为一种强大的密码分析技术，通过分析设备在执行加密运算时的物理特性（如功耗、电磁辐射等）来推测加密密钥。在众多的侧信道攻击方法中，密钥字节排名算法因其高效性和准确性受到了广泛关注。本文将深入探讨密钥字节排名算法在侧信道攻击中的应用，包括其原理、实现方法及其在实际攻击中的效果。

2 密钥字节排名算法的基本原理

2.1 侧信道信息的获取

侧信道攻击的核心在于获取加密设备在执行加密操作时的物理信息。这些信息可以通过多种方式采集，如功耗曲线、电磁信号等。在实际操作中，攻击者通常会使用高精度的测量仪器来捕捉这些信息，并将其记录下来以供后续分析。

2.2 概率分布的建立

一旦获得了足够数量的侧信道信息，下一步就是建立密钥字节的概率分布。这一过程涉及对每一可能的密钥字节进行假设，并根据采集到的侧信道信息计算其出现的概率。例如，在AES加密过程中，SBOX中的某个字节值可能由于故障注入而导致某些值出现频率异常（如值[v7]以更高的概率出现）。通过分析这些异常现象，可以推断出与之对应的密钥字节。

2.3 排名机制的构建

基于概率分布，密钥字节排名算法的核心在于构建一个合理的排名机制。该机制旨在通过对各候选密钥字节的概率值进行排序，找出最有可能的密钥字节。以下是构建排名机制的几个关键步骤：

1. 初始化 ：设定初始条件，例如所有可能的密钥字节均被认为有相同的概率。
2. 更新概率 ：根据采集到的侧信