原创《实际芯片中基于密钥装载的模板攻击》：这是一篇与模板攻击论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
【 摘 要 】 侧信道攻击是一种通过分析设备在运行时所产生的侧信道信息来分析该设备的秘密信息的方法.由于该攻击能确实地对实际的设备形成威胁,因此侧信道攻击成为了学中热点的研究方向之一.其中模板攻击更是侧信道攻击中最强有力的攻击方法之一,最早由Chari等人于2002年提出.模板攻击要求攻击者具有一张可以自行配置密钥等信息的设备,通过配置不同的密钥时采集到的功耗或电磁辐射信息来建立相应的模板,而在实际攻击时则将攻击时采集的功耗或电磁辐射信息与之前建立的模板相匹配,从而分析出正确的密钥.通过对于一张实际智能卡芯片的模板攻击的完整过程,分析了模板攻击中各步骤不同方法的优劣,并圆满地了算法的密钥.
【 关键词 】 模板攻击；功耗分析；电磁辐射分析；SoST；建模；模板匹配
【 中图分类号 】 TP309 【 文献标识码 】 A
【 Abstract 】 Template Attack, proposed by Chari in 2002, is one of the most powerful kind of side channel attack on cryptographic devices. In template attacks, attackers need a configurable device to build the templates on every possible key by collect side channel signals such as power and EM. Attackers try to match the real side channel signals to the built templates to get the correct key when doing a real attack. An experiment of template attack is described on key loading process of a real art in which the correct key is revealed.
【 Keywords 】 template attack； power analysis； em analysis； sost； template building； template matching
1 引言
任何实际的设备在运行时都会散发出各种形式的信息,例如功耗、电磁辐射、光辐射、声音信号以及指令执行时间等,我们将这些物理泄漏信息称为侧信道信息.侧信道攻击（Side Channel Attacks）,则是利用设备上的物理泄漏信息,并结合算法本身的数学性质,从而缩减密钥搜索范围并最终完全密钥的新型攻击方法.自Paul Kocher于1996年首次提出这种攻击方法以后,该方法逐渐成为分析学在实际应用中的一个热点研究方向.在经过多年的发展以后,侧信道攻击已经成为设备最有威胁的攻击手段.
模板攻击（Template Attacks）是由Chari等人在2002年提出的一种全新的侧信道攻击方法.模板攻击一经提出,立马得到了学术界的广泛关注.对于传统的侧信道攻击方法而言,侧信道信系采集中的噪声是干扰分析的存在.但是对于模板攻击而言,噪声本身也会被加以有效利用.模板攻击其攻击过程通常分为两个阶段,即建模阶段和匹配阶段.建模阶段要求攻击者有一台与待攻击的设备特征相同的设备并可以配置密钥或已知密钥等秘密信息数据.而第二阶段是匹配攻击,攻击者使用已经掌握的特征对密钥未知的设备进行数据匹配.从信息理论上来说,模板攻击可以从侧信道信息泄漏中提取到最多的有用信息,因此它被认为是最有效的攻击方法,也已经有使用该方法攻击商用智能卡成功的例子.
本文将会详细描述模板攻击的原理以及其中一些步骤地详细的数学计算方法.同时描述本次攻击实验的实验环境以及攻击的方法和步骤,并给出攻击的结果并且对攻击结果中的数据进行分析与比较,最终会对全文给出一个总结.
2 模板攻击简介及其数学方法
随着模板攻击的进一步发展,出现了以机器学习为基础的模板的建立与匹配方法,但在本实验与研究中,仍采用经典的模板攻击方法,假设噪声符合多元高斯分布.在建模阶段,通过计算并记录建模数据的均值和协方差来构建模板.
模板的建立以单字节密钥的不同数值作为分类,对每个分类产生的测信道信息曲线t进行多次采集,记采集到的侧信道信息对应的曲线m条,每条曲线包含采样点个数为n,得到m×n的矩阵.其中第j个采样点的均值记为Mj,则整个模板的均值部分即均值向量M等于[M1,M2,...,Mn].
对于第j个采样点和第k个采样点,其协方差COV（j,k）
COV（j,k）等于（tij -Mj）（tik -Mk）/（m-1）
整个模板的协助方差矩阵即
C 等于 COV（1,1）,COV（1,2）,...,COV（1,n）
COV（2,1）,COV（2,2）,...,COV（2,n）
等
COV（m,1）,COV（m,2）,...,COV（m,n）
对于密钥中的每一个字节,其每一个可能值都将建立相应的T等于（M,C）作为其模板.
模板匹配时,根据多元高斯分布的假设,其经典的匹配方法对于一个需要匹配的侧信道曲线t等于{t1,t2,...,tn},它与某个模板T的匹配概率
p（t,T）等于
而曲线t与所有模板匹配后,概率最大的那个模板对应的密钥就视为攻击的结果.除此之外,还有几种常见的匹配方法,在本次实验和研究中也被用到,具体如下：
模板攻击论文参考资料：
结论：实际芯片中基于密钥装载的模板攻击为大学硕士与本科模板攻击毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写模板攻击方面论文范文。
