CN106371989A - 一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法 - Google Patents

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高顺贤
刘剑峰
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Abstract

本发明公开了一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法。该方法用于智能卡芯片的安全攻击测试中提高测试效率，也可用于其他需要开展故障注入攻击的测评项目中。故障注入攻击是安全测评中的重要检测项，传统的实现方式是针对某一种特定的操作，通过施加扰动的方式对被测对象进行干扰，目标是获取非预期的输出结果。这种方式需要根据不同的操作设定对应的攻击流程，特别是在激光注入攻击、电磁注入和前向体偏置注入攻击时，需要进行物理位置扫描，导致攻击效率低，且需要占用大量人工。本发明特征在于引入了批处理的方式，在故障注入攻击时将需要进行安全测评的一系列特定操作，按照指定的方式设定程序，依次顺序执行。特别是在位置扫描时，在每一个位置点执行不同的特定操作，大幅提升测试效率，实现真正意义上的自动化测试。

Description

一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法
技术领域
本发明用于安全攻击测评领域，提高故障注入攻击的效率，全部测试过程无需人工干预，实现全自动化攻击测试。应用于智能卡芯片、嵌入式系统、嵌入式软件、应用平台等不同被测对象。根据测试需要，扰动源可以任意选择，包括：电压(VCC)、时钟(CLK)、激光、电磁脉冲、前向体偏置注入(FBBI)等多种方式。其中，激光、电磁脉冲和FBBI还可根据故障注入的时间点和物理位置点不同，分为位置多点和时间多点等多种方式。本发明在上述各项领域内均可使用。
背景技术
故障注入攻击的目标是在无需拆解设备的情况下诱发设备产生故障。其主要工作是将故障注入到计算处理过程中的某个合适的时间。而该技术的实施和实际效果严重依赖于攻击环境及攻击设备。尤其是在激光攻击、电磁扰动攻击和FBBI中，不仅要关注故障注入的时间，还要使故障注入发生在合适的物理位置上。为了更好的说明本发明的内容，需要明确以下名词的含义，结合图1内容进行说明：
攻击场景：故障注入攻击具体实施的测试项(即图1中的case m)，每个攻击场景对应一条指令(即图1中的指令m)，全部扰动攻击测试是由一系列的攻击场景组成。
平台位置：即图1中设定扫描范围后的平台移动位置。平台控制被测芯片的位置，可按照测试需要进行位置移动。平台移动到不同的位置，也就代表扰动源对芯片不同位置(即芯片表面的物理位置)实施故障注入攻击。
攻击参数：即图1中的攻击参数，这些参数决定了扰动源的实际形态，包括但不限于：宽度、数量、脉冲幅度、产生时间等。
传统的扰动攻击是基于攻击场景实施的，每个攻击场景需要特定的指令，软件在同一个攻击场景下对物理位置进行扫描，每个扫描位置均实施同一个操作。如果要对不同的攻击场景分别实施攻击，就需要重复在被测对象上进行物理位置扫描。而扫描的时间决定了整个测试时间，这就导致完成全部攻击场景测试通常需要几百小时甚至几千小时(数周甚至数月)，并且每个攻击场景切换均需要人工参与才能完成。
本发明提出了一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，不再基于攻击场景而是基于物理位置点来实施。可以在每一个物理位置点顺序执行全部攻击场景操作，完成全部攻击场景后再进入到下一个物理位置点重复进行。这样一次扫描结束后，可以完成全部攻击场景的测试，将显著提高测试效率，可将测试时间缩短几十倍甚至上百倍(数天即可完成)。
发明内容
本发明的内容是一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法。
该方法的目的是：基于物理位置点(即一个安全攻击故障注入点)进行测试，将不同攻击场景在同一物理位置点顺序遍历执行，提高故障注入的攻击效率，缩短测试时间，全部过程不再需要人工干预。
其功能如下：
1、作为故障注入攻击的控制软件，可对各攻击参数进行逐项调节，包括：毛刺宽度、毛刺强度、毛刺数量、平台位置控制、毛刺出现的时间位置及物理位置等；
2、作为被测对象的通讯接口软件，可根据测试需要，构造攻击场景，能够发送指令并接收被测对象返回的指令(如：在智能卡芯片测试中，可控制读卡器与卡片进行通讯)；
3、在物理位置扫描时，具备批处理的功能，以每个物理位置为基础单元，依次执行不同的操作(如：读内存、写内存、分值判断、条件跳转，循环等)，且每一个操作均可独立控制毛刺参数，执行完毕后移动到下一个物理位置继续实施；
附图说明
图1批处理功能示意图
具体实施方式
图1是本发明的批处理功能示意图。软件能够按照如下方式顺序执行：
1、在每一个物理位置点，可实现不同攻击场景(图1中的CASE1、CASE2……CASEm)的攻击，即：下发多条不同的指令(图1中的指令1、指令2、…、指令m)；
2、在每条指令后，分别实施不同的毛刺攻击，每个毛刺的参数均可调可控；
3、每次实施的毛刺攻击结束后，可根据需要令被测对象返回特定值或发送相应指令读取指定数据；
4、每个攻击场景中的指令数量可控；
5、全部攻击场景能够在一个物理位置点顺序执行；
6、执行完全部攻击场景后，跳转至下一个物理位置点，重新开始攻击场景的遍历执行；
7、所有物理位置点均执行完毕后，可根据需要重复扫描或结束攻击。

Claims (8)

1.一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，将需要进行安全测评的一系列操作，通过参数设置，按照指定的方式设定程序，依次顺序执行，特别是在位置扫描时，在每一个位置点执行不同的特定操作，提升测试效率，实现真正意义上的自动化测试。
2.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，在每一个物理位置点，可实现不同攻击场景的攻击，即：下发多条不同的指令。
3.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，在每条指令发送后，分别实施不同的毛刺攻击，每个毛刺的参数均可调可控。
4.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，每次实施的毛刺攻击结束后，可根据需要令被测对象返回特定值或发送相应指令读取指定数据。
5.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，每个攻击场景中的指令数量可控。
6.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，全部攻击场景能够在一个物理位置点顺序执行。
7.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，执行完全部攻击场景后，移动至下一个物理位置点，重新开始攻击场景的遍历执行。
8.根据权利要求1所述的一种采用批处理方式的高效安全攻击故障注入方法，其特征在于，所有物理位置点均执行完毕后，可根据需要重复扫描或结束攻击。
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