一种高效的基于高阶DPA的掩码安全性评价方案

摘要

高阶掩码是一种能够有效对抗侧信道攻击的防护技术.基于Ishai等提出的Ishai-Sahai-Wagner框架,出现了一系列行之有效的掩码设计方案,如门限实现方案、多项式掩码方案等.一般认为满足ISW框架的d阶掩码可以对抗d+1阶以下所有的侧信道攻击.2013年,Moradi等发现在一些设计上甚至测试过程中安全的掩码方案,在实际应用中可能会出现单变量泄露导致防护失效,这一发现对包括RP11等方案在内一系列时域分拆掩码方案的安全性提出了新的挑战.另一方面,尽管高阶掩码技术已提出多年,但目前对高阶掩码安全性的量化分析方案仍存在对计算能力、样本数量要求过高的不足.本文将在Moradi、Lomné 等研究工作的基础上,对电路的记忆效应及单变量泄露的成因进行研究,给出电路记忆效应的统一化描述.同时,通过联立多个共享因子的差分功耗特征对高阶DPA攻击的所需曲线量进行预测,量化高阶掩码的安全性.与之前的高阶掩码安全性的分析方案相比,本方案在量化安全性的同时,大大降低了测试人员进行高阶分析的计算复杂度及数据复杂度.