Effektanalyse: SPA og DPA
Samle inn effektspor og utfør enkel og differensiell effektanalyse.
Effektanalyse: SPA og DPA er en gratis leksjon i Cryptology Academy på CoddyKit. Dette er leksjon 2 av 4. Du kan lese hele leksjonen gratis nedenfor – og deretter øve praktisk i nettleseren med en innebygd kodeeditor og en AI-veileder som er tilgjengelig døgnet rundt. Den er en del av læringsløpet i Cryptology Academy, og fremdriften din synkroniseres mellom nettet og CoddyKit-appen. Kurset i Cryptology Academy inneholder totalt 4 leksjoner.
Hva er effektanalyse
Effektanalyse måler den øyeblikkelige elektriske effekten en enhet bruker under kryptografiske operasjoner. Effektforbruket avhenger av dataene som behandles, og lekker biter av den hemmelige nøkkelen.
Enkel effektanalyse (SPA)
Ved SPA inspiseres ett enkelt effektspor visuelt. Kvadrer-og-multipliser-eksponentiering lekker eksponenten: Et multipliseringssteg har en annen effektprofil enn et rent kvadreringssteg.
Differensiell effektanalyse (DPA)
DPA bruker statistisk analyse på tvers av mange spor. Angriperen velger en hypotese for én enkelt nøkkelbit, deler sporene inn etter den predikerte mellomverdien og ser etter en korrelasjonstopp.
Hamming-vektsmodellen
En viktig antakelse er at effektforbruket er proporsjonalt med antallet 1-biter (Hamming-vekten) i verdien som behandles. Dette stemmer godt for CMOS-logikk ved lave frekvenser.
Korrelasjonsbasert effektanalyse (CPA)
CPA bruker Pearson-korrelasjon mellom den predikerte Hamming-vekten til en mellomverdi og målt effekt ved hvert tidspunkt. Den riktige nøkkelhypotesen gir den høyeste korrelasjonen.
Innsamling av effektsport i praksis
Forskere bruker en strømmålemotstand i serie med målenheten og et oscilloskop eller et ChipWhisperer-kort for å digitalisere sporet med 100 MS/s eller høyere.
DPA på AES: Gjenoppretting av nøkkel
Fokuser på den første AES-runden: For hver av 256 kandidater til nøkkelbyte predikeres Hamming-vekten til SubBytes-utdataene, og korrelasjonen med sporene beregnes. Den riktige byten skiller seg ut med en korrelasjon på omtrent 0.9 eller høyere.
DPA av høyere orden
Maskerte implementasjoner deler hver mellomverdi i tilfeldige andeler. Andreordens DPA kombinerer to tidspunkter (andel og maske) ved hjelp av en kombinasjonsfunksjon basert på produkt eller absolutt differanse.
DPA på RSA med kvadrer-og-multipliser
Eksponentbitene i RSA-privatnøkkelen gjenopprettes ved å skille mellom effektmønstre for bare kvadrering og kvadrering etterfulgt av multiplikasjon på tvers av mange spor, ved hjelp av et angrep med valgte meldinger.
Verktøy og plattformer
Plattformen ChipWhisperer med åpen kildekode tilbyr maskinvare + Python-programvare for innsamling, justering av spor og CPA. Den støtter AES-, RSA- og ECC-målenheter direkte.
Kunnskapssjekk
I korrelasjonsbasert effektanalyse, hva skiller den riktige nøkkelhypotesen fra de gale?
Leksjonsoppsummering
SPA leser ett enkelt spor visuelt, mens DPA bruker statistikk på tvers av mange spor. CPA bruker Pearson-korrelasjon med en Hamming-vektmodell. Mottiltak omfatter maskering og randomiserte projektive koordinater for ECC.
Lær deg Cryptology Academy med en AI-veileder – gratis
Skriv og kjør ekte kode i nettleseren, få umiddelbar hjelp fra en AI-veileder som er tilgjengelig døgnet rundt, og fortsett der du slapp – på nettet eller i appen.
- Kurs
- 67
- Leksjoner
- 261
Ofte stilte spørsmål
Er leksjonen «Effektanalyse: SPA og DPA» gratis?
Ja – hele teksten i «Effektanalyse: SPA og DPA» er gratis å lese her på nettet. For å øve interaktivt med en innebygd kodeeditor og en AI-veileder som er tilgjengelig døgnet rundt, og for å låse opp resten av Cryptology Academy-kurset, kan du oppgradere til CoddyKit PRO. Kurset i Cryptology Academy inneholder totalt 4 leksjoner.
Hva lærer jeg i «Effektanalyse: SPA og DPA»?
Samle inn effektspor og utfør enkel og differensiell effektanalyse. Du øver på Cryptology Academy med praktisk kode som du kjører direkte i nettleseren, mens en AI-veileder som er tilgjengelig døgnet rundt, svarer på spørsmålene dine mens du jobber deg gjennom leksjonen.
Trenger jeg erfaring for å begynne med Cryptology Academy?
Ingen tidligere erfaring er nødvendig. Cryptology Academy på CoddyKit er lagt opp for både nybegynnere og viderekomne, så De kan begynne her eller helt fra start og lære i Deres eget tempo. Dette er leksjon 2 av 4.
Hvor lang tid tar leksjonen «Effektanalyse: SPA og DPA»?
De fleste CoddyKit-leksjoner tar omtrent 5–10 minutter. Hver leksjon er kort og interaktiv, slik at De gjør jevne fremskritt og kan fortsette akkurat der De slapp – både på nettet og i appen.
Kan jeg skrive og kjøre kode i denne Cryptology Academy-leksjonen?
Ja. Alle Cryptology Academy-leksjoner har en innebygd kodeeditor, slik at De kan skrive og kjøre ekte kode direkte i nettleseren og få umiddelbar tilbakemelding fra AI – uten lokal konfigurering.
Alle leksjonene i dette kurset
- Tidsangrep: hent ut nøkler fra kjøretid
- Effektanalyse: SPA og DPA
- Elektromagnetiske og akustiske sidekanaler
- Mottiltak: maskering, blinding og konstanttidskode