[發明專利]一種基于短時域分析的側信道信號預處理方法

在審

• 申請號: 201811035744.1
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109214176A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 饒金濤;李軍;李雨勵;王明東;何衛國;夏浩然
• 申請（專利權）人: 成都三零嘉微電子有限公司
• 主分類號: G06F21/55
• 分類號: G06F21/55;H04L9/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉世權

基于短時域分析的側信道信號預處理方法，包括：(1)設置側信道信號采集的基本環境，設示波器當前采樣頻率為f,設密碼設備運行的時鐘頻率為f_s,密碼設備的運行頻率為采集到的側信道信號的點數為M，條數為N,令信號矩陣為T_N*M；(2)確定選擇所用窗函數窗的大小，窗的大小以密碼設備的運行的時鐘為單位，窗的大小計算方法如下:設窗的大小為n,n＝f/f_s；(3)根據窗的大小n對信號矩陣的進行短時能量分析，直到信號矩陣的每行計算完成；(4)完成矩陣所有行的短時能量分析后，得到新矩陣T′。本發明：(1)運行該預處理的方法可以有效提高側信道攻擊的效率；(2)對側信道信號進行了有效的壓縮，縮短了攻擊檢測的時間。

技術領域

本發明涉及芯片安全攻擊檢測領域，具體涉及一種基于短時域分析的側信道信號預處理方法。

背景技術

傳統的密碼分析側重于密碼算法本身的數學特征，而忽略了密碼設備在運行密碼算法過程中泄露的物理信號。自1996年Paul Kochers首次提出利用時間分析密碼設備中的敏感信息的思想以來，側信道分析受到了極大的關注，并且相關研究已經成為密碼學研究的一個重要的分支，被廣泛的應用在密碼芯片的攻擊檢測領域。側信道攻擊的基本原理是用過采集密碼設備在運行過程中的能量信息或者電磁信息，然后通過統計分析的方法進行恢復密鑰信息。

在進行側信道攻擊的過程中，需要對采集到的密碼設備的側信道信號進行預處理，采集到的側信道信號是非平穩、時變、離散型大，信息量大的復雜信號，對于攻擊檢測人員來講，處理難度較大，因為側信道信號攜帶著各種信息，側信道信號是一個未知的信號，根據目前的研究表明，采集到側信道泄露信號與密碼設備運行的時鐘頻率、所處理的數據、所進行的操作有較大的相關關系。

發明內容

發明要解決的技術問題是針對目前側信道信號預處理的方法不夠靈活，需要大量的參數配置等缺點，提出一種具有普適性的側信道信號預處理的方法，有效地提高了側信道攻擊的效率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于短時域分析的側信道信號預處理方法，包括如下步驟：

(1)設置側信道信號采集的基本環境，設示波器當前采樣頻率為f,設密碼設備運行的時鐘頻率為f_s,密碼設備的運行頻率為采集到的側信道信號的點數為M，條數為N,令信號矩陣為T_N*M；

(2)確定選擇所用窗函數窗的大小，窗的大小以密碼設備的運行的時鐘為單位，窗的大小計算方法如下:設窗的大小為n,n＝f/f_s；

(3)根據窗的大小n對信號矩陣的進行短時能量分析，直到信號矩陣的每行計算完成；

(4)完成矩陣所有行的短時能量分析后，得到新矩陣T′。

與現有技術相比，本發明創造的技術效果主要有以下兩點：

(1)運行該預處理的方法可以有效提高側信道攻擊的效率；

(2)對側信道信號進行了有效的壓縮，縮短了攻擊檢測的時間。

附圖說明

圖1為預處理的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

短時分析技術主要用在處理語音信號，其基本原理是用平穩信號的處理方法處理非平穩的信號，側信道信號雖然具有時變特性，由于電容的充放電，但是在一個短時間范圍內，基本特性基本保持不變，因此側信道信號也是具有短時平穩性的，類比分析可以得知，運用短時分析技術對側信道信號進行預處理是完全可行的。