了解侧信道攻击基础知识
人们通常认为特洛伊木马、恶意软件和其他形式的黑客攻击等漏洞是的威胁;然而，从EE的角度来看，安全性具有全新的含义。事实上，许多的安全威胁都是基于硬件的，攻击者可以直接从运行我们的安全加密软件的硬件中窃取信息。有力的硬件安全威胁之一是旁道攻击。在本文中，我们将介绍SCA的概念、它们的工作原理以及它们为何如此强大。
什么是侧信道攻击?
许多形式的安全漏洞(包括硬件和软件)通常侧重于直接窃取秘密信息。另一方面，侧通道攻击是硬件安全攻击的一种，其重点是通过利用无意的信息泄漏来间接窃取信息。顾名思义，SCA不会通过直接窃取信息来获取信息。相反，他们通过“侧渠道”窃取信息。SCA的示例如图1所示。
图1.旁路攻击的概述。图片由R. Vanathi和SP提供 。乔卡林加姆
SCA之所以如此普遍，是因为电子系统本身就存在大量泄漏(即侧通道)。其中一些侧渠道包括：
电源： 所有电子设备均通过电源轨供电。在基于电源的侧通道攻击中，攻击者会在运行期间监视设备的电源轨，以了解电流消耗或电压波动，以窃取信息。
电磁(EM)辐射：根据法拉第定律的定义，电流会产生相应的磁场。基于电磁的侧信道攻击(如图2所示)利用这一事实，通过监控设备在操作过程中发出的电磁辐射来窃取信息。
定时攻击：在加密实现中，根据输入、密钥值和运算本身，不同的数学运算可能需要不同的时间来进行计算。定时攻击试图利用这些定时变化来窃取信息。
侧信道攻击示例
为了更好地理解旁路攻击的工作原理，我们将看一个过于简单但有用的示例。考虑一个CMOS反相器，如图3所示。在此示例中，考虑反相器的输入是表示敏感数据(例如加密密钥)的二进制字符串，攻击者的目标是找出该密钥是什么。
图2.CMOS反相器由方波驱动
此外，假设攻击者无法直接探测访问输入和输出(在本例中，输入和输出将是直接通道)。
这种假设可能是现实的，因为集成电路内的逻辑门和铜导体被器件封装隐藏，并且在不解封的情况下无法直接探测。然而，在这种情况下，我们的攻击者可以访问设备的电源轨，这是一个现实的假设，因为电源轨通常是全局的，并在PCB级别上提供给IC(即，攻击者可以直接在PCB上探测电源轨) )。
通过执行基于电源的侧通道攻击，我们的对手只需探测3.3V电源轨的电流消耗(或等效地探测返回接地的电流)即可找出输入字符串。
查看图3中的输入和功率波形，我们可以看到器件电流消耗的确定性模式。当输入中存在从高到低的转换(1到0)时，器件的电流消耗会出现尖峰。
上图显示了输入信号，下图显示了逆变器从3.3V电源轨汲取的电流。
图3.上图显示了输入信号，下图显示了逆变器从3.3V电源轨汲取的电流。
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