蔡爵嵩，严迎建，朱春生

（战略支援部队信息工程大学密码工程学院，郑州 450002）

0 概述

侧信道分析技术［1］的提出为密码分析学开辟了一个新的研究领域［2-4］，但同时对密码算法的设计和实现提出了更高要求，使密码芯片安全性准则面临挑战。不同的算法设计使用的不同实现方式会使密码芯片在工作时泄漏不同程度的能量，这决定了整个密码系统安全性的强弱。因此，在利用侧信道分析技术对密码芯片进行安全性检测时，必须评估芯片工作时的能量泄漏情况。

在目前国际认可的信息技术安全性评估通用准则（Common Criteria，CC）［5］中，对芯片安全性的评定主要是利用所有已知的侧信道分析方法分析待测芯片，在此基础上对耗费时间、所用侧信道分析技术、芯片工作情况、特定有效时间以及所需要的软硬件等项目进行评分［6］。然而，该过程依赖于具体的侧信道分析方法评估芯片工作时的能量消耗及泄漏情况，不具备普遍性。现有关于侧信道能量泄漏检测的研究多使用t 检验［7-9］、连续互信息（Continuous Mutual Information，CMI）［10］和离散互信息（Discrete Mutual Information，DMI）［11］等方式进行，但都必须掌握芯片所使用的算法和实现方式。

本文对能量迹进行研究，通过结合协方差矩阵与变异系数，提出一种密码芯片能量泄漏评估模型。利用协方差矩阵［12］判断能量迹上各点的能量泄漏情况，在此基础上，通过引入变异系数［13］衡量矩阵内各元素的差异程度，从而评估能量泄漏程度。

1 基础知识

1.1 相关能量分析

相关能量分析（Correlation Power Analysis，CPA）［4］因简单有效成为侧信道分析中的一种常用方法，其基于芯片能量消耗和中间值模型之间的线性关系，通过计算两者的相关系数评估中间值模型与实际能量消耗的匹配程度。……