【网络安全学习笔记3】侧信道攻击以及技术概览

一、什么是侧信道攻击？
所谓的侧信道攻击，即攻击者利用密码设备实际工作时所释放的侧信道信息，恢复敏感安全参数或者密钥信息，展开攻击的过程。

二、侧信道攻击类型
依据所利用侧信道信息得类型不同，可以分为不同得分析方法：
1.能量分析（利用密码芯片在实际运行钟产生得能量消耗信息）
2.电磁分析（采集密码芯片运行期间得电磁辐射信息）
3.计时攻击（利用密码芯片执行密码算法得运行时间信息）
4.声音攻击（收集密码芯片计算时的声波信息）
5.故障分析
6.碰撞分析

其中能量分析是10余年来发展最快、研究最为深入的一个领域。

三、侧信道攻击的实例

四、侧信道攻击的防御对策

侧信道攻击本质是利用密码实现运行过程中产生的依赖于密钥的侧信息来实施密钥恢复攻击的，因此防御对策的核心就是减弱甚至消除这种侧信息与密钥之间的直接依赖性。实际上，常见防御对策可以分为掩码对策和隐藏对策两种。具体地，掩码对策借助秘密共享和多方安全计算，通过引入随机数将密钥分解为多个分组来消除侧信息与密钥的依赖性来增强抵抗侧信道攻击的能力；隐藏对策采用平均化“0”和“1”对应侧信息的差别来降低通过侧信息区分对应数据的可能性，即降低数据的可区分度来抵抗侧信道攻击。此外，通过在密码实现中插入随机伪操作或者增加噪声，能够将有用信息“淹没”在噪声中，从而提高密码实现的实际安全性。
总体而言，两种防御对策试用与不同场景，如掩码对策易于在密码算法级进行构造，更易于实现；而隐藏对策通常只能在硬件层进行实现，需要改变硬件实现结构，因而较难实现。此外，两种防御对策可以组合实现，以便最大限度地提高密码实现的实际安全性。

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