35、侧信道分析攻击的对抗措施

侧信道分析攻击的对抗措施

1. 引言

在密码学实现中，设备的泄漏（如功耗）与数据和操作之间的依赖关系可能会被攻击者利用来恢复密钥。为了应对侧信道分析（SCA）攻击，我们需要采取一些对抗措施，使被测设备（DUT）的泄漏与操作或中间值无关。本文将详细介绍两种对抗措施：隐藏和掩码/盲化。

2. 隐藏对抗措施

隐藏对抗措施的目标是消除泄漏对操作或数据的依赖。可以通过改变DUT的泄漏方式，使每个操作消耗相似（平衡泄漏）或随机（随机化泄漏）的能量。下面将介绍针对对称分组密码和RSA实现的两种平衡泄漏的对抗措施。

2.1 基于编码的对称分组密码对抗措施

该对抗措施基于对DUT随机泄漏的分析，旨在选择一个二进制代码，降低特定时间样本的信噪比（SNR），增加攻击难度。具体步骤如下：
1. 确定目标指令和目标中间值 ：由于随机泄漏模型针对单个时间样本，我们需要先确定最脆弱的指令和最需要保护的中间值。以PRESENT的S盒输出为例，选择MOV指令，目标中间值的位长$m_v = 4$，操作表示为 MOV r0 a 。
2. 选择代码长度和汉明重量 ：选择一个二进制代码来表示秘密中间值，代码长度$n_C$至少为$m_v + 1$，且代码字的汉明重量$w_H$应相同，以防止基于汉明重量泄漏模型的攻击。同时，需满足$\binom{n_C}{w_H} > 2^{m_v}$，确保有足够的代码字表示所有中间值。例如，选择$n_C = 8$，$w_H = 6$。
3. 实验设置和轨迹测量 ：收