[發(fā)明專利]使用SpecAugment技術(shù)的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210605557.2
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115037437A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡紅鋼;羅志敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G06N20/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種使用SpecAugment技術(shù)的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊方法，其特征在于，包括：

步驟S1：獲取側(cè)信道的攻擊軌跡的數(shù)據(jù)集，分為訓(xùn)練集和測試集，利用短時傅里葉變換將所述攻擊軌跡轉(zhuǎn)換成頻譜圖；

步驟S2：對所述頻譜圖上增加時間掩碼或頻率掩碼，疊加至所述頻譜圖，得到增強(qiáng)頻譜圖；

步驟S3：選擇泄露模型，利用所述泄露模型為所述訓(xùn)練集中每條攻擊軌跡生成一個中間值，作為該攻擊軌跡類別的真實標(biāo)簽，將所述訓(xùn)練集中所述攻擊軌跡的增強(qiáng)頻譜圖以及其對應(yīng)的標(biāo)簽一起輸入基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，輸出所述攻擊軌跡類別的預(yù)測標(biāo)簽；通過構(gòu)建損失函數(shù)，使得所述預(yù)測標(biāo)簽和所述真實標(biāo)簽不斷接近；直到得到訓(xùn)練好的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊網(wǎng)絡(luò)；

步驟S4：將所述測試集中所述攻擊軌跡對應(yīng)的增強(qiáng)頻譜圖輸入所述訓(xùn)練好的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊網(wǎng)絡(luò)，得到所述攻擊軌跡類別的預(yù)測標(biāo)簽，即基于所述泄露模型的中間值，根據(jù)所述中間值獲取對應(yīng)的候選密鑰，計算各個所述候選密鑰的得分,得分最高的候選密鑰為正確密鑰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用SpecAugment技術(shù)的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊方法，其特征在于，所述步驟S1：獲取側(cè)信道的攻擊軌跡的數(shù)據(jù)集，分為訓(xùn)練集和測試集，利用短時傅里葉變換將所述攻擊軌跡轉(zhuǎn)換成頻譜圖，具體包括：

步驟S11：獲取側(cè)信道的攻擊軌跡的數(shù)據(jù)集，其中的攻擊軌跡包括：建模軌跡和攻擊軌跡，分別構(gòu)建對應(yīng)的訓(xùn)練集和測試集；

步驟S12：對每個攻擊軌跡進(jìn)行短時傅里葉變換，通過用每個時間窗內(nèi)的信號代替瞬時信號，再分別對每個窗口執(zhí)行離散傅里葉變換，則可以得到非平穩(wěn)數(shù)據(jù)的頻率信息，由此可以將一維的所述攻擊軌跡轉(zhuǎn)換成二維的頻譜圖；其中，短時傅里葉變換如公式(1)所示：

其中，STFT為短時傅里葉變換函數(shù)，F(xiàn)(m,ω)是加窗數(shù)據(jù)的分段離散傅里葉變換，x[n]表示輸入信號在時間點n處的值，w[n]是窗函數(shù)，在時間軸上滑動，m表示窗口位置，H表示窗口的重疊區(qū)間的大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用SpecAugment技術(shù)的基于深度學(xué)習(xí)的側(cè)信道攻擊方法，其特征在于，所述步驟S2：對所述頻譜圖上增加時間掩碼或頻率掩碼，疊加至所述頻譜圖，得到增強(qiáng)頻譜圖，具體包括：

步驟S21：添加時間掩碼：假設(shè)所述頻譜圖共有τ個時間幀,時間掩碼參數(shù)為T,從0到T的均勻分布中隨機(jī)選擇參數(shù)t,再從[0,τ-t)的區(qū)間中隨機(jī)選擇參數(shù)t₀。然后,對時間幀[t₀,t₀+t)作掩蔽操作,即所述頻譜圖在該時間幀內(nèi)的幅度均設(shè)為0；

或者添加頻率掩碼：假設(shè)所述頻譜圖共有v個頻段,頻率掩碼參數(shù)為F,從0到F的均勻分布中隨機(jī)選擇參數(shù)f,再從[0,v-f)的區(qū)間中隨機(jī)選擇參數(shù)f₀；然后,對時間幀[f₀,f₀+f)作掩蔽操作,即所述頻譜圖在該頻段內(nèi)的幅度均設(shè)為0；

步驟S22：將所述時間掩碼或所述頻率掩碼疊加至所述頻譜圖，得到增強(qiáng)頻譜圖。