RandOhm：利用随机化电路配置缓解阻抗侧信道攻击
密码学与安全
2024-09-02 v3
摘要
物理侧信道攻击可能危及集成电路的安全。大多数物理侧信道攻击（例如功耗或电磁攻击）利用芯片的动态行为，通常表现为电流消耗变化或电压波动，而算法对策（如掩码）可以有效缓解这些攻击。然而，正如最近所证明的，这些缓解技术对于阻抗分析等后向散射侧信道攻击并非完全有效。在阻抗攻击中，攻击者利用芯片供电网络（PDN）的数据相关阻抗变化来提取秘密信息。在这项工作中，我们引入了RandOhm，它利用基于主流FPGA和可编程SoC的部分重配置（PR）特性的移动目标防御（MTD）策略来防御阻抗侧信道攻击。我们证明，通过运行时重配置电路中秘密敏感部分，可以显著减少通过PDN阻抗的信息泄漏。因此，通过不断随机化电路的布局和布线，可以将数据相关的计算与阻抗值解相关。此外，与现有的基于PR的对策相比，RandOhm在可编程SoC上部署开源比特流操作工具，以加速随机化并提供实时保护。为了验证我们的主张，我们将RandOhm应用于在28纳米FPGA上实现的AES密码。我们通过执行非建模和建模的阻抗分析攻击来分析我们方法的弹性，并研究我们的缓解措施在延迟和性能方面的开销。
引用
@article{arxiv.2401.08925,
title = {RandOhm: Mitigating Impedance Side-channel Attacks using Randomized Circuit Configurations},
author = {Saleh Khalaj Monfared and Domenic Forte and Shahin Tajik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08925},
year = {2024}
}