对连续混沌通信的攻击及资源受限设备的应对方案

全球可穿戴设备市场预计在未来几年以可观速率增长，而通信是任何可穿戴设备中的基础模块。在通信中，加密方法借助微控制器或软件实现来使用，这些方法功耗高且涉及复杂的硬件实现。物联网（IoT）设备被视为资源受限设备，预期以低计算能力与资源利用标准运行。与此同时，近期研究表明 IoT 设备极易受到新兴安全威胁，这提升了对低功耗、小尺寸基于硬件的安全对策的需求。混沌加密是一种利用混沌系统与非线性动力学生成安全加密密钥的数据加密方法。其旨在通过创建对初始条件敏感且难以预测的加密密钥来提供高级安全性，使未授权方难以截获和解码加密数据。自混沌方程被发现以来，已出现多种与之相关的加密应用。在本文中，我们全面分析了资源受限设备中针对连续混沌系统的物理与加密攻击及其潜在应对方案。为此，我们引入了混沌加密的不同攻击类别。我们的实验聚焦于使用蔡氏方程（Chua's equation）实现的混沌方程，并利用电路架构，提供了针对不同攻击的应对方案的仿真证明。这些应对方案以对设计功耗与面积可忽略的代价，阻止攻击者窃取用户信息（例如脉冲消息）。