17、实现攻击的多功能框架与音频水印算法解析

实现攻击的多功能框架与音频水印算法解析

故障注入攻击剖析

在展示了所开发框架在被动侧信道分析方面的能力后，研究人员将重点转向主动故障注入，并针对广泛使用的 8 位微控制器 PIC16F687 开展攻击实验。需要注意的是，此次实验主要目的是展示故障注入能力，而非对加密算法实施实际攻击。

单故障实验

• 实验场景设定 ：首先定义了一个简单的测试场景，尝试跳过微控制器执行的一条指令。微控制器运行一个简单程序来检测是否成功注入故障。初始化后，在第一个无限循环中，连接到 FPGA 输入的状态引脚 PIN_STATUS 持续置为高电平；在后续的无限循环中，该引脚被拉低，同时另一个状态引脚 PIN_STATUS_2 反复切换，以此表明微控制器是否仍在正常运行。
• 攻击目标 ：攻击目标是第一个循环末尾的 goto 指令。在无外部干扰的情况下，被测设备（DUT）不会退出该循环。故障攻击的目的是跳过此指令，使第二个循环得以执行。通过检查 PIN_STATUS = 0 可判断是否成功注入故障，同时检测 PIN_STATUS_2 的切换情况可作为第二个指标，确认 DUT 是否确实在执行第二个循环。
• 参数研究 ：研究人员研究了负电压毛刺的影响，因为该方法已被报道对其他微控制器有效。在框架中，可调整以下参数：
  • 相对于触发上升沿的毛刺偏移 toffset；
  • 毛刺宽度 twidth；
  • 毛刺电压电平 Vlow，即电源电压临时降低的值。
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