10、高效互信息分析的自适应带宽选择

高效互信息分析的自适应带宽选择

在当今的数据交换时代，集成系统中包含的秘密信息成为了攻击者觊觎的目标。侧信道分析（SCA）作为一种攻击手段，试图通过利用加密设备的物理泄漏信息来揭示加密密钥。本文将详细介绍一种新的自适应带宽选择方法，以提高互信息分析（MIA）的效率。

1. 侧信道分析概述

侧信道分析基于安全设备的物理泄漏包含秘密密钥信息这一事实。攻击者通过将泄漏信息与加密设备的已知操作过程相关联来获取密钥，通常分为以下三个步骤：
- 设备观察 ：攻击者向目标设备输入已知消息 $m$，并收集相应的泄漏轨迹 ${o(m) = (o_1(m), \ldots, o_T(m))}$，代表在 $T$ 个时间点上物理泄漏的演变。攻击者首先观察到 $O = {o(m), m \in M}$。
- 设备活动建模 ：攻击者选择设备操作的 $w$ 位目标中间值，并记录每个候选子密钥 $k$ 和消息 $m$ 的组合下该中间值的值。然后，使用选择函数 $L(m, k) = v \in V$（通常是汉明重量（HW）或汉明距离（HD））将中间值划分为具有相似电活动的多个簇。对于每个 $v \in V$，形成组 $G_k(v) = {(m, o(m)) \in M \times O | L(m, k) = v}$，并收集这些组以形成 $M \times O$ 的分区 $P(k) = {G_k(v), v \in V}$。
- 子密钥估计 ：通过区分器处理 $P(k)$ 以获得目标子密钥 $\kappa$ 的估计值 $\hat{\kappa}$。在相关功率分析（CPA）中，区分器是皮尔逊相