CN110932841A - 一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法。所述电磁侧信息最优采集位置查找系统包括以下步骤：S1：网格划分：将密码设备附近的空间按照相等的间隔距离划分网格；S2：探头移动：利用位置移动模块，将用于电磁侧信息采集的电磁采集模块放置到一个网格点上；S3：泄露评估：在S2中所述的网格点上进行一次测试向量泄露评估，并移动电磁探头到其他网格点位置，均进行一次测试向量泄露评估，记录每个网格点位置的测试向量泄露评估值。本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法具有不需要太多的经验知识、计算速度快、与直接侧信道攻击方法相比，能够大幅减少耗时的优点。

Description

一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法
技术领域
本发明涉及密码设备技术领域，尤其涉及一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法。
背景技术
密码设备执行加解密运算时会产生的多种形式的信息泄露，比如能量消耗、电磁辐射、运行时间等，这些信息被称为侧信息。利用密码设备运行加解密算法时产生的侧信息，对密码设备进行攻击从而获得密钥的过程称为“侧信道攻击”。这种攻击方法利用了加解密算法运算时的侧信息和运算数据之间的相关性，可以轻易地攻击获取通过穷举法无法破解的密钥，对密码设备的安全性构成了严重威胁，甚至可能严重威胁到国民生产生活的安全。
电磁侧信息是侧信息的一种指密码设备执行加解密运算时向外界辐射出的电磁信号。密码设备执行算法时设备的不同部分、不同芯片或者芯片的不同位置辐射出电磁信号的强度不同，在泄露强度最大的地方进行采样，才能利用更少的数据更快的破解密钥。
在进行电磁侧信道攻击时，查找密码设备上电磁侧信息泄露强度最大位置的常见方法是经验法，也就是在加解密过程中，通过在密码设备附近不停移动电磁采集设备的位置，并注意观察示波器上采集到的信号波形，根据以往的经验判断泄露强度较大的位置，作为最优的采集位置，然而这种方法的缺点在于该方法过于依赖操作者的经验知识；
另一种方法则是在移动台的辅助下，在密码设备的不同位置移动，并在所有位置均采集足够多的电磁侧信息进行侧信道攻击。在能够攻击成功的位置中，比较各自所需的侧信息数量，选取所需数量最少的位置作为最优采集位置，此方法找到的最优位置可以应用到同款密码设备的侧信道攻击中，但存在耗时长的不足，这是因为，侧信道分析算法一般耗时非常长，单次攻击的时间有时甚至会以小时计数。因此，对所有位置进行侧信道攻击将耗费大量的时间成本。
因此，有必要提供一种新的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种具有不需要太多的经验知识、计算速度快、与直接侧信道攻击方法相比，能够大幅减少耗时的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种电磁侧信息最优采集位置查找系统包括：位置移动模块；电磁采集模块；所述电磁采集模块与所述位置移动模块；测量向量泄露评估模块；所述测量向量泄露评估模块与所述电磁采集模块相连接。
优选的，所述位置移动模块用于将电磁采集模块在密码设备附近空间划分的网格点上进行移动。
优选的，所述测量向量泄露评估模块是通过计算密码设备进行加解密运算时的侧信息和运算数据之间的相关性，从而评估该密码设备及其密码算法安全性。
本发明还提出一种电磁侧信息最优采集位置查找方法，包括以下步骤：
S1：网格划分：将密码设备附近的空间按照相等的间隔距离划分网格；
S2：探头移动：利用位置移动模块，将用于电磁侧信息采集的电磁采集模块放置到一个网格点上；
S3：泄露评估：在S2中所述的网格点上进行一次测试向量泄露评估，并移动电磁探头到其他网格点位置，均进行一次测试向量泄露评估，记录每个网格点位置的测试向量泄露评估值；
S4：比较结果：比较所有位置的评估值，选取其中绝对值最大的作为最优采集位置。
与相关技术相比较，本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法具有如下有益效果：
本发明提供一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法是基于测试向量泄露评估算法实现的，通过测试向量泄露评估算法可以评估密码设备不同位置的电磁测信号的泄露强度，考虑到单个网格点直接进行侧信道分析时的耗时超过30min，而测试向量泄露评估的耗时不超过1ms，通过本方法可以大大减少查找最优采集位置所花费的时间，从而利用测试向量泄露评估进行电磁侧信息最优位置查找的评估标准，可有效的减少用于侧信道攻击的时间，实现快速查找最优泄露位置。
附图说明
图1为本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法的系统框图；
图2为本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法中网格划分的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1和图2，其中，图1为本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法的系统框图；图2为本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法中网格划分的示意图。本发明提出一种电磁侧信息最优采集位置查找系统包括：位置移动模块；电磁采集模块；所述电磁采集模块与所述位置移动模块；测量向量泄露评估模块；所述测量向量泄露评估模块与所述电磁采集模块相连接。
所述位置移动模块用于将电磁采集模块在密码设备附近空间划分的网格点上进行移动。
所述测量向量泄露评估模块是通过计算密码设备进行加解密运算时的侧信息和运算数据之间的相关性，从而评估该密码设备及其密码算法安全性，测量向量泄露评估方法的运算速度块，一般运算时间不超过1ms，其具体步骤参见文献【Test Vector LeakageAssessment(TVLA)methodology in practice】。
本发明还提出一种电磁侧信息最优采集位置查找方法，包括以下步骤：
S1：网格划分：将密码设备附近的空间按照相等的间隔距离划分网格；
S2：探头移动：利用位置移动模块，将用于电磁侧信息采集的电磁采集模块放置到一个网格点上；
S3：泄露评估：在S2中所述的网格点上进行一次测试向量泄露评估，并移动电磁探头到其他网格点位置，均进行一次测试向量泄露评估，记录每个网格点位置的测试向量泄露评估值；
S4：比较结果：比较所有位置的评估值，选取其中绝对值最大的作为最优采集位置。
与相关技术相比较，本发明提供的电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法具有如下有益效果：
本发明提供一种电磁侧信息最优采集位置查找系统及方法是基于测试向量泄露评估算法实现的，通过测试向量泄露评估算法可以评估密码设备不同位置的电磁测信号的泄露强度，考虑到单个网格点直接进行侧信道分析时的耗时超过30min，而测试向量泄露评估的耗时不超过1ms，通过本方法可以大大减少查找最优采集位置所花费的时间，从而利用测试向量泄露评估进行电磁侧信息最优位置查找的评估标准，可有效的减少用于侧信道攻击的时间，实现快速查找最优泄露位置。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种电磁侧信息最优采集位置查找系统，其特征在于，包括：
位置移动模块；
电磁采集模块；所述电磁采集模块与所述位置移动模块；
测量向量泄露评估模块；所述测量向量泄露评估模块与所述电磁采集模块相连接。
2.根据权利要求1所述的电磁侧信息最优采集位置查找系统，其特征在于，所述位置移动模块用于将电磁采集模块在密码设备附近空间划分的网格点上进行移动。
3.根据权利要求1所述的电磁侧信息最优采集位置查找系统，其特征在于，所述测量向量泄露评估模块是通过计算密码设备进行加解密运算时的侧信息和运算数据之间的相关性，从而评估该密码设备及其密码算法安全性。
4.一种电磁侧信息最优采集位置查找方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：网格划分：将密码设备附近的空间按照相等的间隔距离划分网格；
S2：探头移动：利用位置移动模块，将用于电磁侧信息采集的电磁采集模块放置到一个网格点上；
S3：泄露评估：在S2中所述的网格点上进行一次测试向量泄露评估，并移动电磁探头到其他网格点位置，均进行一次测试向量泄露评估，记录每个网格点位置的测试向量泄露评估值；
S4：比较结果：比较所有位置的评估值，选取其中绝对值最大的作为最优采集位置。
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