15、实现攻击的通用框架

实现攻击的通用框架

1. 系统概述

提出的系统基于灵活的模块化设计，可用于测试任何加密设备的安全性。功能单元分为与被测设备（DUT）通信的模块、侧信道分析模块和故障注入模块。这些模块可能由一组更小的子模块组成，允许根据评估者的需求对框架进行任意扩展。不同模块的任务可能部分重叠，例如并行和串行通信可以直接从控制个人计算机（PC）、任何子模块的微控制器或主要用于故障注入的现场可编程门阵列（FPGA）进行。数据处理和数字滤波不仅可以在PC软件中实现，也可以在FPGA硬件中实现。

作为被测设备，我们考虑任何微控制器、FPGA、ASIC或其他嵌入式系统，包括非接触式设备和RFID。如果有特殊需求，例如通过射频（RF）通信或需要特殊故障，可以轻松添加额外的模块。

进行侧信道攻击时，攻击者通常需要访问DUT处理的明文或密文，以便评估测量结果或确定故障是否成功，这些信息通常由通信模块提供。对于被动侧信道攻击，需要准确监测DUT的时序、功耗、电磁（EM）辐射等行为，由数据采集模块完成，记录的数据通常由控制PC进行后处理和评估。故障注入模块负责侧信道分析的主动方面，基于FPGA的功能组设计得非常通用，可以扩展以引发任何类型的故障。

2. 通信模块

虽然使用商用设备可以进行大多数侧信道攻击，但定制与DUT通信的硬件具有很大优势。商用读取器通常依赖专有集成电路（IC）自动执行某些任务，攻击者无法直接影响过程。因此，我们提供针对相关标准的定制读取器，以满足实现攻击的需求，从而完全控制通信，例如发送任意比特、重复发送相同的选定明文、故意计算错误的校验和，并完全控制时序和生成可靠的触发信号。通常，实现协议的一部分直到DUT执行目标加密操作（如加密）就足够了。