31、侧信道分析攻击与对策：随机泄漏模型和基于模板的DPA

侧信道分析攻击与对策：随机泄漏模型和基于模板的DPA

在侧信道分析攻击中，为了更充分地利用克隆设备，我们可以采用不同的泄漏模型来刻画泄漏情况，从而提高攻击的效果。本文将详细介绍随机泄漏模型和基于模板的差分功耗分析（DPA）方法。

随机泄漏模型

随机泄漏模型假设目标中间值的每一位都会产生不同的信号。具体来说，设目标中间值 $\mathbf{v} = v_{m_v - 1}v_{m_v - 2} \cdots v_1v_0$，其位长最多为 $m_v$，则随机泄漏模型可表示为：
[
L(\mathbf{v}) = \sum_{s = 0}^{m_v - 1} \alpha_s v_s + \text{noise}
]
其中，$\text{noise} \sim N(0, \sigma^2)$ 表示均值为 0、方差为 $\sigma^2$ 的噪声，$\alpha_s$（$s = 0, 1, \cdots, m_v - 1$）为实数，我们将其称为随机泄漏模型的系数。

使用随机泄漏模型进行攻击的步骤与一般的DPA攻击步骤基本相同，唯一的区别在于P - DPA步骤12，需要通过分析来确定泄漏模型。以下是计算随机泄漏模型系数 $\alpha_s$ 估计值的具体步骤：
1. 计算泄漏向量 ：仅关注每个分析轨迹在感兴趣点（POI）处的泄漏。设 $\mathbf{l} {pf} = (l {POI}^{1, pf}, l_{POI}^{2, pf}, \cdots, l_{POI}^{M_{pf}, pf})$ 为所有 $M_{pf}$ 个分析轨迹在时间样本 $t = POI$ 处的泄漏向量。