针对密码算法的高阶DPA攻击方法研究

差分能量分析(DPA)是一种强大的密码算法攻击技术。一种有效的防御措施是对参与运算的中间数据进行掩码,然而采用掩码技术的密码算法仍然可以用高阶DPA进行攻击。高阶DPA攻击与一般DPA攻击相比较存在很多难点,包括建立正确的攻击模型、选取正确的攻击点、构造适当的组合函数以及提高攻击模型的信噪比等。通过对一种经典的掩码方案进行分析,逐一阐述在高阶DPA攻击中如何解决上述难点,并在硬件实现的算法协处理器上对攻击方法进行了验证。

有学习的高阶DPA攻击

在侧信道攻击中,作为抵抗一阶DPA攻击的对策,掩码策略是当前使用最为广泛的防御方式之一。目前,针对掩码策略,通常使用高阶DPA及高阶模板攻击等攻击方式。但由于高阶DPA攻击的是多种信息的联合泄露,需要对多个位置的能耗进行交叉组合,导致其攻击效率低下。高阶模板攻击则需要在学习阶段了解每次加密中使用的随机掩码,攻击条件往往难以满足。针对目前这些攻击方式的不足与局限性,有学习的高阶DPA采用神经网络建立能耗对无掩中间组合值的拟合模型,基于拟合无掩中间组合值与猜测无掩中间组合值的相关系数进行攻击。这种方法消除了在学习阶段必须了解掩码的要求,同时避免了高阶DPA对能耗交叉组合的需求,降低了攻击条件,且提高了攻击的效率。实验证实了该攻击算法的可行性和高效性。