38、高效抗泄漏电路编译器：技术原理与优化策略

高效抗泄漏电路编译器：技术原理与优化策略

1. 泄漏模型

在信息安全领域，泄漏模型是评估系统安全性的重要基础。我们所采用的泄漏模型基于特定的研究成果，下面将详细介绍其关键细节。

编译器生成的电路会被划分为多个子计算。对于一个非自适应的攻击者而言，在每个子计算中，其能够提取的信息最多为 λ 比特（λ 为常数）。这意味着攻击者可以自适应地选择一个值域为 {0, 1}λ 的函数，该函数的值取决于该子计算中使用的所有信息。与某些模型不同的是，在整个计算过程中，总泄漏量是无限制的，例如在其他模型中，攻击者可能只能获取固定数量导线上的值。这种泄漏模型通常被称为连续泄漏模型。

为了实现子计算的独立泄漏，在实际应用中，可以将内存划分为多个部分，例如使用不同的 RAM 芯片，并将不同子计算中使用的数据存储在不同的芯片上。这样，每个子计算的泄漏函数仅依赖于该子计算的数据。

我们将这种电路的执行建模为 ℓ 个参与者（记为 P1, P2, …, Pℓ）之间执行的协议，每个参与者执行一个子计算。攻击者可以获取参与者内部状态的部分信息。具体来说，一个 λ 受限的泄漏攻击者最多可以从每个参与者的内部状态中提取 λ 比特的信息。

1.1 内存泄漏

基于定义 1，我们将内存部分的独立泄漏建模为一个泄漏游戏。对于一些正整数 u、ℓ 和 λ，设 M1, …, Mℓ 表示内存部分的内容，它们属于 {0, 1}u。在 λ 泄漏游戏中，一个 λ 受限的泄漏攻击者 A 可以自适应地提交形如 {(xi, fi)}m i=1 的元组，其中 m 为正整数，xi 表示当前步骤中发生泄漏的内存部分，fi 是一个泄漏函数，满足 fi : {0, 1}u →{0, 1}λ′