刘林云，陈开颜，李雄伟，张 阳，刘俊延

(陆军工程大学石家庄校区 装备模拟训练中心，河北 石家庄 050003)

0 引言

信息时代，信息安全日益成为人们关注的焦点，嵌入加密算法的密码芯片成为信息安全的有效保障。虽然加密算法在数学理论上安全，但破密者仍可以通过旁路密码分析手段获取密钥和加密信息，对信息安全造成重大威胁。旁路分析(Side Channel Analysis，SCA)[1]在密码学中是指绕过对加密算法的繁琐分析，利用密码算法的硬件实现在运算中泄露的信息，如执行时间、功耗、电磁辐射等，结合统计理论快速地破解密码系统。这类新发现的物理泄漏信息被研究学者称为旁路信息(Side-channel Leakage)，与之对应的攻击方法称为旁路攻击(Side-channel Attack)。

旁路密码分析方法分为建模方法和非建模方法。非建模类方法包括差分能量攻击[2](Differential Power Attack，DPA)、相关系数攻击[3](Correlation Power Attack，CPA)以及互信息攻击[4](Mutual Information Attack，MIA)；建模类方法包含模板攻击[5](Template Attack，TA)、基于多层感知器的旁路密码攻击(MLPSCA)以及基于卷积神经网络的旁路密码攻击(CNNSCA)。虽然非建模方法攻击方式简单直接，但旁路信号微弱或环境噪声过大会造成攻击失效，而建模方法能有效分析旁路信号特征，预先获得攻击设备的加密知识，更易破获密钥。

早期，从信息论角度看，如果有大量的旁路泄露信号(简称能量迹)，那么传统建模方法中破密效果最好的是TA[5-9]。但研究人员随后发现，TA处理高维度旁路信号时存在统计困难，也无法攻击带防护加密实现。中期，随着计算机硬件性能的提升和人工智能领……