Phương pháp tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tương quan hiệu quả sử dụng kỹ thuật phân tích mode biến phân

Tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tương quan (CPA: Correlation Power Analysis) là một trong những phương pháp tấn công kênh kề hiệu quả lên thiết bị mật mã. Nghiên cứu này đề xuất phương pháp tấn công VMD-CPA sử dụng các VMD mode của vết điện năng tiêu thụ có được khi sử dụng kỹ thuật phân tích mode biến phân (VMD: Variational Mode Decomposition).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tương quan hiệu quả sử dụng kỹ thuật phân tích mode biến phân Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Phương pháp tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tương quan hiệu quả sử dụng kỹ thuật phân tích mode biến phân Trần Ngọc Quý và Nguyễn Hồng Quang Học Viện Kỹ Thuật Mật Mã Email: quytn@actvn.edu.vn, quangnh@actvn.edu.vn Abstract— Tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tương cần để tấn công có thể khôi phục được khóa đúng của quan (CPA: Correlation Power Analysis) là một trong thiết bị là tham số để mô tả sự hiệu quả của tấn công. những phương pháp tấn công kênh kề hiệu quả lên thiết Để tăng hiệu quả của tấn công, có hai cách tiếp cận phổ bị mật mã. Tấn công CPA được sử dụng các rò rỉ kênh kề biến thường được sử dụng: loại bỏ nhiễu trên các vết thu được trong quá trình thiết bị thực thi tính toán cùng với các công cụ thống kê thích hợp để tìm ra các thông tin điện năng tiêu thụ và tấn công trên các dạng biểu diễn nhạy cảm trong thiết bị. Vết điện năng tiêu thụ là dạng rò khác của vết điện năng tiêu thụ. rỉ kênh kề phổ biến và thường được sử dụng trực tiếp Có nhiều phương pháp được sử dụng để loại bỏ nhiễu trong quá trình thực thi tấn công. Nghiên cứu này đề xuất của các vết điện năng tiêu thụ trước khi đưa vào thực phương pháp tấn công VMD-CPA sử dụng các VMD mode của vết điện năng tiêu thụ có được khi sử dụng kỹ hiện tấn công trong đó phổ biến nhất là sử dụng các bộ thuật phân tích mode biến phân (VMD: Variational Mode lọc tuyến tính [3-4] và biến đổi wavelet [5-6]. Tuy nhiên Decomposition). Khi so sánh với tấn công CPA truyền các phương pháp này cần biết trước một số thông tin về thống, VMD-CPA làm giảm 13% số lượng vết điện năng tín hiệu. Một số phương pháp khác sử dụng tính chất tiêu thụ cần thiết để khôi phục khóa của thiết bị mật mã của tín hiệu hay nhiễu như tính trung bình, bộ lọc trong điều kiện thường và giảm gần 60% trong trường Kalman. Việc tính trung bình cần sử dụng một số lượng hợp các vết điện năng tiêu thụ có nhiễu. lớn các các vết điện năng tiêu thụ và đây là điều kiện không phải lúc nào người tấn công cũng có được. Keywords- Tấn công kênh kề, Tấn công phân tích điện năng tiêu thụ, VMD, CPA. Cho đến nay có một số công trình về tấn công sử dụng các biểu diễn khác của vết điện năng tiêu thụ như I. GIỚI THIỆU tấn công trên miền tần số [7-8], tấn công sử dụng dựa trên các hệ số sóng con khi áp dụng biến đổi Wavelet Tấn công kênh kề là một kỹ thuật thám mã hiện đại cho vết điện năng tiêu thụ [9], tấn công sử dụng tần số sử dụng để tìm khóa bí mật của thiết bị mật mã bằng tức thời của vết điện năng tiêu thụ [10]. Hiệu quả của cách khai thác các rò rỉ kênh kề từ thiết thiết bị mã trong các phương pháp này lớn hơn phương pháp CPA truyền quá trình nó thực thi các thuật toán mật mã [1]. Dạng rò thống trong những điều kiện nhất định như các vết điện rỉ kênh kề phổ biến nhất là điện năng tiêu thụ của thiết năng tiêu thụ có nhiễu hay không đồng bộ. bị. Tấn công phân tích điện năng tiêu thụ dựa trên nguyên lý điện năng tiêu thụ của thiết bị phụ thuộc vào Gần đây kỹ thuật phân tích mode biến phân (VMD) dữ liệu thiết bị xử lý. Có hai dạng tấn công phổ biến được áp dụng có hiệu quả trong lĩnh vực xử lý tín hiệu nhất là: tấn công phân tích điện năng tiêu thụ vi sai và lọc nhiễu. VMD có thể phân tích tín hiệu thành các (DPA) [1], và tấn công phân tích điện năng tiêu thụ tín hiệu con băng hẹp ở dạng điều chế biên độ và tần số tương quan (CPA) [2]. CPA được xem là một biến thể tập trung xung quanh những tần số trung tâm khác nhau, có hiệu quả của DPA và mục tiêu của tấn công thường còn được gọi là các VMD mode. Chúng có thể biểu là chuẩn mã hóa tiên tiến (AES) bởi nó được sử dụng diễn chính xác các thành phần khác nhau của tín hiệu ở nhiều trong công nghiệp cũng như trong các tiêu chuẩn những dải tần số khác nhau. Do đó, khi VMD được áp ISO. dụng cho các vết điện năng tiêu thụ, các VMD mode có thể tối ưu các thông tin có ích cho tấn công kênh kề ở Để thực thi CPA, trước hết người tấn công cần thu dạng độ lớn của các mẫu trên vết điện năng tiêu thụ. thập các vết điện năng tiêu thụ từ thiết bị mật mã và sau Hơn nữa, do sử dụng kỹ thuật lọc Wiener khi thực hiện đó sử dụng một công cụ thống kê để xác định mối quan VMD nên các VMD mode là các phiên bản ...