16、故障注入与实际攻击技术解析

故障注入与实际攻击技术解析

在当今的电子安全领域，故障注入与实际攻击技术是重要的研究方向。下面将详细介绍几种常见的故障注入方法以及相关的实际攻击案例。

1. 故障注入方法

1.1 光学故障注入

光学故障注入模块以相机的电子闪光灯为基础进行改造。一个与相机闪光灯相连的小型印刷电路板（PCB），稍作修改即可用于此目的。该模块主要由高压发生器（HVG）和一个 220 pF 的电容器 C1 组成。HVG 能将相机 3 V 电池电源转换为最高 400 V 的直流电，并为 C1 充电。

PCB 上用于驱动绿色发光二极管（LED）以指示 C1 充满电（即闪光灯准备触发）的引脚连接到 FPGA 的输入引脚。原本相机按钮按下（镜头打开拍照时）机械切换的开关 S1 被晶体管取代，现在也可由 FPGA 控制。当开关打开时，C1 瞬间向闪光灯放电，从而释放光学故障。FPGA 会等待闪光灯准备好，然后与被测设备（DUT）进行交互，最后在所需时刻触发光学故障。

若将线圈代替闪光灯连接，产生的强磁场可对 RFID 设备（如电子护照）注入永久性故障，使其永久失效。

1.2 电火花电磁故障注入

电子学中，电流的突然变化会产生电磁场，电流幅度越高、变化越快，产生的电磁场越强。基于此原理，我们设计了通过产生电火花注入故障的模块，其灵感来源于汽油发动机的点火系统。

该模块由点火线圈、高压绝缘栅双极晶体管（IGBT）实现的开关 S1 和汽车常用的火花塞组成。点火线圈由两个匝数不同的电感 L1 和 L2 组成，形成变压器。电压 V1 和 V2 满足 V1/V2 = n1/n2 的关系，由于 n2 ≫ n1，L1 侧的