[發明專利]一種側信道曲線的處理方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202010536837.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111680787B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 嚴迎建;王愷;朱春生;郭朋飛;陳琳;張立朝;鐘晶鑫
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;G06N3/063;G06N3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王嬌嬌

本申請公開了一種側信道曲線的處理方法、裝置及電子設備，方法包括：獲得多條側信道曲線；獲得每條側信道曲線各自對應的標簽曲線，標簽曲線上每個縱坐標的值為標簽曲線對應的側信道曲線在對應同一橫坐標上的縱坐標的值的標簽值；依次將每條側信道曲線作為自編碼器的輸入數據，對自編碼器中的神經網絡參數進行訓練，直到所述自編碼器的損失函數值滿足損失收斂條件；其中，自編碼器的損失函數值為輸入到自編碼器的側信道曲線所對應的標簽曲線與自編碼器針對該側信道曲線的編碼輸出結果之間的損失函數值；獲得在自編碼器的損失函數值滿足損失收斂條件時自編碼器的目標編碼輸出結果，目標編碼輸出結果用于獲得所述目標密鑰。

技術領域

本申請涉及計算機安全技術領域，尤其涉及一種側信道曲線的處理方法、裝置及電子設備。

背景技術

側信道攻擊是通過獲取加密信息傳輸過程中的泄漏信息并基于此恢復其中的敏感信息如密鑰的攻擊方法。實現側信道攻擊通常包括三個步驟：第一步是從目標加密設備中收集與設備相關的側信道曲線，如功耗曲線或電磁輻射曲線等；第二步是對收集到的曲線進行預處理，如降噪、曲線對齊、降維和特征選擇等，以便從收集的信息中提取有意義的信息；第三步是使用預處理后的曲線進行建模、分析和挖掘，以恢復出其中的正確的密鑰信息。

在實際實現中，由于加密信息傳輸過程中可能存在噪聲，而使得攻擊者可能無法從實際環境中獲得準確的側信道曲線并提取敏感信息。而目前可以使用自編碼器(Autoencoder，AE)進行側信道曲線的降噪。其中，自編碼器是一種輸出與輸入相似的無監督神經網絡學習模型，主要用于神經網絡的預學習、輸入數據的壓縮和去噪。在具體實現中，將采集到的側信道曲線輸入到自編碼器中，由自編碼器根據輸入與輸出之間的損失函數進行自學習，直到損失函數最小，此時自編碼器所輸出的側信道曲線對應的編碼輸出結果為降噪后的側信道曲線處理結果。

但是，在使用自編碼器對側信道曲線進行降噪時，需要在輸入到自編碼器的側信道曲線中添加額外的噪聲。因此，如果添加的噪聲值較大，那么會使得自編碼器的輸入數據中的噪聲分量偏大，會使得自編碼器對側信道曲線進行處理的過程中的降噪可能無法實現；而如果添加的噪聲值較小，那么會使得訓練出的自編碼器只會學習低噪聲，無法對所有噪聲進行降噪。因此，現有的使用自編碼器對側信道曲線進行降噪的可靠性較低。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種側信道曲線的處理方法、裝置及電子設備，包括：

一種側信道曲線的處理方法，所述方法包括：

獲得多條側信道曲線，所述側信道曲線為目標數據在信道傳輸中的側信道曲線，所述目標數據經過目標密鑰加密得到；

獲得每條所述側信道曲線各自對應的標簽曲線，所述標簽曲線上每個縱坐標的值為所述標簽曲線對應的側信道曲線在對應同一橫坐標上的縱坐標的值的標簽值；

依次將每條所述側信道曲線作為預先構建的自編碼器的輸入數據，對所述自編碼器中的神經網絡參數進行訓練，直到所述自編碼器的損失函數值滿足損失收斂條件；其中，所述自編碼器的損失函數值為輸入到所述自編碼器的側信道曲線所對應的標簽曲線與所述自編碼器針對該側信道曲線的編碼輸出結果之間的損失函數值；

獲得在所述自編碼器的損失函數值滿足所述損失收斂條件時所述自編碼器的目標編碼輸出結果，所述目標編碼輸出結果用于獲得所述目標密鑰。

上述方法，優選的，所述自編碼器中包含編碼器、全連接層和解碼器；

其中，所述編碼器用于對輸入到所述自編碼器的側信道曲線進行編碼處理，以得到第一編碼向量；

所述全連接層中包含第一神經元和第二神經元，所述第一神經元的輸入數據為所述第一編碼向量，所述第二神經元的輸入數據為所述目標數據對應的明文或密文中的至少一個字節經過編碼得到的第二編碼向量，所述第一編碼向量和所述第二編碼向量經過所述全連接層得到編碼輸入向量；