Elektromagnetiske og akustiske sidekanaler

Ud over strømforbrug udsender chips elektromagnetisk (EM) stråling og genererer akustisk støj. Begge kanaler bærer dataspecifikke signaler, der kan lække kryptografiske hemmeligheder.

Transistorer, der skifter, udsender EM-stråling. En lille probe, der placeres nær en IC, kan opfange signaler, som er rumligt lokaliseret til en enkelt funktionel enhed — mere præcist end en global måling af strømforbruget.

EM-prober kan målrettes bestemte moduler (f.eks. AES' S-boks-enhed), mens resten af chippen ignoreres. Det øger signal-støj-forholdet og reducerer antallet af spor, der kræves for at gendanne nøglen.

TEMPEST (et klassificeret amerikansk regeringsprogram, der senere blev afklassificeret) undersøger EM-udstråling fra skærme, tastaturer og logikkredsløb. Van Eck-aflytning genskaber indholdet på CRT- eller LCD-skærme ud fra lækket RF.

I 2013 gendannede Shamir og kolleger RSA-4096-nøgler ved at optage den højfrekvente hyletone fra kondensatorer i en bærbar computer. Lyden ændrer sig afhængigt af, hvilke modulære multiplikationer CPU'en udfører.

Spectre (2018) udnytter spekulativ udførelse: Hukommelsesadgange, der afhænger af hemmelige værdier, efterlader cachespor, som en angriberproces kan aflæse. Det bryder procesisolering på tværs af browsere og virtuelle maskiner.

Flush+Reload: Angriberen tømmer en cachelinje, målprocessen tilgår en adresse, der afhænger af en hemmelighed, og angriberen indlæser linjen igen og måler adgangen. Træf = hurtigt = hemmelighedsbitten udledes.

En retningsbestemt mikrofon eller kontaktmikrofon på chassiset opfanger kondensatorstøj. Signalet digitaliseres ved 44 kHz–192 kHz og behandles med FFT for at udtrække frekvensmønstre, der afhænger af nøglen.

Forskere har demonstreret EM-lækage mellem sammenplacerede cloud-VM'er på den samme fysiske vært og har genskabt AES-nøgler fra en offer-VM ved hjælp af en probe, der var tilsluttet delt infrastruktur.

CVE-2017-5753 (Spectre), CVE-2017-5754 (Meltdown) og det akustiske RSA-angreb (Usenix Security 2014) er markante eksempler. Browserleverandører har reduceret timeresolutionen for at begrænse cacheangreb.

EM-prober giver en rumlig opløsning, som global effektmåling ikke kan give. Akustiske angreb udnytter kondensatorstøj. Mikroarkitekturelle angreb (Spectre/Meltdown) bruger tidsmålinger af cachen. Modforanstaltningerne spænder fra EM-afskærmning til deaktivering af delte timere i browsere.