14、构建抗侧信道攻击的S盒

构建抗侧信道攻击的S盒

1. 搜索策略与适应度函数

搜索策略采用随机选择三个解决方案并丢弃最差的一个，然后通过交叉操作从剩余两个解决方案中生成新的后代。变异操作使用Toggle变异和Order交叉。
- Toggle变异 ：随机选择两个值并交换它们。
- Order交叉（OX） ：
1. 随机选择两个交叉点。
2. 将第一个父代中两个交叉点之间的所有内容复制到子代。
3. 从第二个父代的第二个交叉点开始，按其出现顺序复制未使用的数字。

初始种群是均匀随机创建的，种群大小为100。终止准则是连续100代没有改进。

适应度函数为：
[
fitness = NF + (2^n - \delta_F) + (1 - SR)
]
其中，$NF$是非线性度，$\delta_F$是差分均匀性，$SR$是成功率。对$NF$和$\delta_F$给予相同的权重。

平均而言，一代（100个个体）的进化大约需要1秒，此估计包括了密码属性评估的成本，但不包括攻击策略评估的成本。该方法不仅适用于遗传算法，也适用于支持排列编码的其他启发式算法，但可能需要更改适应度函数和停止准则。

2. 相关功率分析结果

生成合成泄漏时，假设泄漏函数和对手的泄漏模型都等于汉明重量。使用方差为0.5的相同噪声水平，4×4 S盒的信噪比为2.13，5×5 S盒的信噪比为2.58。信噪比不影响生成的S盒按抗SCA能力排序。

S盒类