PermuteV：面向边缘AI推理的高性能抗侧信道RISC-V核心
密码学与安全
2025-12-23 v1 硬件体系结构
摘要
边缘AI推理因小型且高性能微处理器的出现而变得广为流行。这种从云端迁移至边缘的计算带来了能源节省、延迟降低和隐私提升等多项好处。然而，将计算带到边缘会使其更易受到物理侧信道攻击（SCA）的威胁，这类攻击旨在窃取神经网络模型的机密信息，如架构和权重。为此，我们提出PermuteV——一个高性能抗侧信道RISC-V核心，用于保护神经网络推理。PermuteV采用硬件加速防御机制，随机置换循环迭代的执行顺序，从而混淆与敏感操作相关的电磁（EM）信号。我们在FPGA上实现了PermuteV，并从侧信道安全性、硬件面积和运行时开销等方面进行评估。实验结果表明，PermuteV在最小的面积和运行时开销下，能够有效抵御EM侧信道攻击。
引用
@article{arxiv.2512.18132,
title = {PermuteV: A Performant Side-channel-Resistant RISC-V Core Securing Edge AI Inference},
author = {Nuntipat Narkthong and Xiaolin Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.18132},
year = {2025}
}