[發(fā)明專利]側(cè)信道曲線的增強(qiáng)方法、側(cè)信道攻擊方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011116618.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112260818B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愷;嚴(yán)迎建;朱春生;郭朋飛;汪晶;鄭震
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/00
• 分類號(hào): H04L9/00;H04L9/40
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 尹秀

本申請公開了側(cè)信道曲線的增強(qiáng)方法、側(cè)信道攻擊方法及裝置，其中，增強(qiáng)方法包括：獲取原始側(cè)信道曲線、原始側(cè)信道曲線對應(yīng)的預(yù)設(shè)約束條件和預(yù)設(shè)噪聲信號(hào)；預(yù)設(shè)約束條件是依據(jù)原始側(cè)信道曲線的密碼運(yùn)算中間值生成得到；將預(yù)設(shè)噪聲信號(hào)和預(yù)設(shè)約束條件作為預(yù)設(shè)的條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)中生成器的輸入；將原始側(cè)信道曲線作為條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)中判別器的原始數(shù)據(jù)的取值；將預(yù)設(shè)約束條件作為判別器的約束條件；依據(jù)判別器輸出結(jié)果為真的情況下生成器輸出的模擬側(cè)信道曲線，確定用于增強(qiáng)側(cè)信道曲線的增強(qiáng)側(cè)信道曲線。本申請通過條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)側(cè)信道曲線的增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及側(cè)信道曲線的增強(qiáng)方法、側(cè)信道攻擊方法及裝置。

背景技術(shù)

側(cè)信道攻擊（Side Channel Attack, SCA）是利用密碼算法物理實(shí)現(xiàn)過程中泄漏信息，恢復(fù)敏感信息的攻擊方法。實(shí)施側(cè)信道攻擊通常包括三個(gè)步驟：第一步是從目標(biāo)加密設(shè)備中收集與設(shè)備相關(guān)的側(cè)信道信息，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(jìn)行預(yù)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(yù)處理后的曲線進(jìn)行建模、分析和挖掘，以恢復(fù)正確的密鑰信息。

SCA主要分為兩類：非模板類攻擊和模板類攻擊。其中，模板類攻擊是使用一個(gè)完全可控的建模設(shè)備，通過對模板設(shè)備的泄漏信息進(jìn)行建模，然后使用構(gòu)建的模板對目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行密鑰恢復(fù)，主要包括經(jīng)典的模板攻擊（TA）。近年來，隨機(jī)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，使用機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)進(jìn)行攻擊得到了廣泛應(yīng)用，該類方法減少了數(shù)據(jù)預(yù)處理階段的要求，尤其是對未對齊、含噪聲或使用防護(hù)策略的側(cè)信道曲線具有較好的攻擊效果。因此，模板類攻擊中的建模可以為采用深度學(xué)習(xí)方式訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

但是，在特定的攻擊場景下，由于資源、時(shí)間等約束條件，在模板類攻擊中，無法采集到足夠數(shù)量的側(cè)信道曲線，導(dǎo)致最終建立的用于側(cè)信道攻擊的模型性能低下。因此，需要一種側(cè)信道曲線的增強(qiáng)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝藗?cè)信道曲線的增強(qiáng)方法、側(cè)信道攻擊方法及裝置，目的在于實(shí)現(xiàn)側(cè)信道曲線的增強(qiáng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：

本申請?zhí)峁┝艘环N側(cè)信道曲線的增強(qiáng)方法，包括：

獲取原始側(cè)信道曲線、所述原始側(cè)信道曲線對應(yīng)的預(yù)設(shè)約束條件和預(yù)設(shè)噪聲信號(hào)；所述預(yù)設(shè)約束條件是依據(jù)所述原始側(cè)信道曲線的密碼運(yùn)算中間值生成得到；

將所述預(yù)設(shè)噪聲信號(hào)和所述預(yù)設(shè)約束條件作為預(yù)設(shè)的條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)中生成器的輸入；將所述原始側(cè)信道曲線作為所述條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)中判別器的原始數(shù)據(jù)的取值；將所述預(yù)設(shè)約束條件作為所述判別器的約束條件；

依據(jù)所述判別器輸出結(jié)果為真的情況下所述生成器輸出的模擬側(cè)信道曲線，確定用于增強(qiáng)側(cè)信道曲線的增強(qiáng)側(cè)信道曲線。

可選的，所述依據(jù)所述判別器輸出結(jié)果為真的情況下所述生成器輸出的模擬側(cè)信道曲線，確定用于增強(qiáng)側(cè)信道曲線的增強(qiáng)側(cè)信道曲線，包括：

從所述模擬側(cè)信道曲線中，篩選滿足預(yù)設(shè)質(zhì)量條件的預(yù)設(shè)數(shù)量側(cè)信道曲線，得到所述增強(qiáng)側(cè)信道曲線。

可選的，在所述從所述模擬側(cè)信道曲線中，篩選滿足預(yù)設(shè)質(zhì)量條件的預(yù)設(shè)數(shù)量側(cè)信道曲線，得到所述增強(qiáng)側(cè)信道曲線之后，還包括：

將所述增強(qiáng)側(cè)信道曲線與所述原始側(cè)信道曲線組成側(cè)信道曲線集合；

對所述側(cè)信道曲線集合中的側(cè)信道曲線的順序進(jìn)行隨機(jī)化，得到增強(qiáng)后的側(cè)信道曲線集合。

可選的，所述預(yù)設(shè)的條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)為事先對預(yù)設(shè)的初始條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到；

對所述初始條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述預(yù)設(shè)的條件生成式對抗網(wǎng)絡(luò)的方式，包括：