mba論文模式識別方法在密碼系統(tǒng)旁路模板攻擊中的應(yīng)用研究pdf

1、 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 模式識別方法在密碼系統(tǒng)旁路模板攻擊中的應(yīng)用研究 碩 士 研 究 生 ： 曾仲 學(xué) 號 ： 1120339033 導(dǎo) 師 ： 谷大武教授 申 請 學(xué) 位 ： 工學(xué)碩士 專 業(yè) ： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 所 在 單 位 ： 電子信息與電氣工程 答 辯 日 期 ： 2015 年 1 月 授予學(xué)位單位 ： 上海交通大學(xué) 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 I 模式識別方法在

2、密碼系統(tǒng)旁路模板攻擊中的應(yīng)用研究 摘 要 模板攻擊是近年來興起的一種新型旁路攻擊方法，它借鑒了模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)中的有關(guān)技術(shù)，將密碼設(shè)備信息泄漏的檢測以及密鑰相關(guān)中間值的攻擊作為一種模式識別與分類問題予以解決。模式識別方法的引入，極大的強(qiáng)化了功耗分析方法中特征提取和識別密鑰相關(guān)中間值的能力，提升了模板與密碼設(shè)備實(shí)際泄漏模型的匹配度，從而提高了模板攻擊的成功率和運(yùn)算效率，減少了攻擊所需的計(jì)算資源以及訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模。 模板攻擊過程可以分為三個

3、階段，即特征選擇、模板構(gòu)建以及模板匹配。在特征選擇階段， 本文引入了基于 Pearson 相關(guān)系數(shù)的特征選擇方法。 在模板構(gòu)建與模板匹配階段，本文引入支持向量機(jī)分類器，并設(shè)計(jì)了基于支持向量機(jī)的模板攻擊方法。在經(jīng)典高斯模板的基礎(chǔ)上，本文引入了中間值的先驗(yàn)概率信息，設(shè)計(jì)了基于貝葉斯分類的模板攻擊方法。為了驗(yàn)證基于模式識別方法的新型模板攻擊的實(shí)際攻擊效果，本文針對 DPA Contest V4 的功耗曲線集進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。由于該曲線集采自 A

4、ES 算法的 RSM 掩碼實(shí)現(xiàn)，本文還設(shè)計(jì)了針對該掩碼防御的模板攻擊方案。在模板構(gòu)建策略方面，本文采用基于數(shù)據(jù)值的模板來攻擊 S 盒掩碼，采用漢明重量模型攻擊 S 盒輸入與輸出的漢明重量，采用比特模型攻擊 S 盒的輸出比特。通過綜合對各部分中間值的攻擊結(jié)果，本文提出了恢復(fù) AES 輪密鑰以及最終破解主密鑰的模板攻擊方案。為了對比基于模式識別方法的新型模板攻擊與經(jīng)典高斯模板的攻擊效果，本文進(jìn)行了多組對比實(shí)驗(yàn)。本文還探究了建模曲線集規(guī)模以及