35、开关CMOS门中串扰的安全影响及语音通信隐私泄露分析

开关CMOS门中串扰的安全影响及语音通信隐私泄露分析

开关CMOS门中串扰的安全影响

在微处理器运行过程中，其功耗或产生的电磁辐射能够揭示程序和数据内存的内容。常见的功耗模拟模型是汉明距离（HD）模型，该模型假定功耗与信号的转换次数成正比。然而，实际情况并非总是如此，模板攻击就证明了具有相同HD的信号可能具有不同的功耗。

布局相关现象

在电路的物理实现中，许多现象会影响能量耗散和辐射的电磁场，包括导体的电感和电容、导体之间的电感和电容、导体的无线传输特性等。我们聚焦于并行导线，因为它们可能是良好的天线，是侧信道信息的优质来源。我们假设耦合电容是主导因素，并以此解释为何一些具有相同HD的信号可以被区分。

理论考量

一个由CMOS反相器驱动的并行总线模型，仅考虑耦合电容和负载电容。总能量耗散 $E_T$ 可表示为：
$E_T = \sum_{j=1}^{n} V_{DD} \int i_{pj}dt - \sum_{j=1}^{n} \int V_j(i_{pj} - i_{nj})dt$

对于PSPICE模拟，有以下假设：
- 数据总线线路的负载电容相同（$C_j = C_L$，$j = {1, 2, \cdots, n}$）
- 耦合电容仅存在于相邻线路之间且相同（$C_{j,j+1} = C_C$，$j = {1, 2, \cdots, n - 1}$）

若负载电容 $C_L$ 和耦合电容 $C_C$ 对能量耗散的贡献占主导，则 $E_T$ 可表示为：
$E_T = \frac{1}{2}C_LV_{DD}^2(k + \alpha\lambda) =