侧信道攻击仿真方法、装置、设备以及存储介质与流程

1.本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及网络安全技术领域，具体涉及一种侧信道攻击仿真方法、装置、设备以及存储介质。


背景技术：

2.侧信道攻击(side channel attack，sca)的核心思想是通过加密软件或硬件运行时产生的各种泄漏信息获取密文信息。在狭义上讲，侧信道攻击特指针对密码算法的非侵入式攻击，通过加密电子设备在运行过程中的侧信道信息泄露破解密码算法。狭义的侧信道攻击主要包括针对密码算法的计时攻击、能量分析攻击、电磁分析攻击等，这类新型攻击的有效性远高于密码分析的数学方法，因此给密码设备带来了严重的威胁。然而，在物理层面组件中的控制器和工业交换机等硬件设备，已经发现可能存在的风险，即可能存在侧信道攻击，如果这些风险被利用将会造成严重的信息泄露和其他重大危害。但是，目前还没有侧信道攻击仿真的方法。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种侧信道攻击仿真方法、装置、设备以及存储介质。
4.根据本公开的第一方面，提供了一种侧信道攻击仿真方法。该方法包括：
5.获取仿真波形信息和待检验关联风险点，所述仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；
6.提取所述仿真波形信息对应的特征；
7.调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；
8.根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述获取仿真波形信息之后，所述方法还包括
10.存储所述仿真波形信息。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述提取所述仿真波形信息对应的特征包括：
12.对所述仿真波形信息进行滑动窗口、静态对齐、取绝对值或者波形导入导出预处理；
13.根据预处理后的仿真波形信息，提取仿真波形信息对应的特征。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设分析数据模型包括预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设相
关性分析数学模型和所述预设中间值泄露分析数学模型的相关系数包括：
[0016][0017]
其中，r表示相关系数，即研究变量(x，y)之间线性相关程度的量；cov(x，y)表示x与y的协方差；var[x]表示x的方差：car[y]表示y的方差；x表示仿真波形信息；y表示待测组件的关键秘密信息。
[0018]
根据本公开的第二方面，提供了一种侧信道攻击仿真装置。该装置包括：
[0019]
获取模块，用于获取仿真波形信息和待检验关联风险点，所述仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；
[0020]
提取模块，用于提取所述仿真波形信息对应的特征；
[0021]
计算模块，用于调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；
[0022]
确定模块，用于根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0023]
根据本公开的第三方面，提供了一种侧信道攻击仿真系统。该系统包括fpga/mcu仿真设备、采集设备、示波器以及仿真再现验证设备；
[0024]
所述fpga/mcu仿真设备，用于对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；
[0025]
所述采集设备，用于采集仿真波形，所述仿真波形为ffpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形；
[0026]
所述示波器，用于接收所述仿真波形，并将所述仿真波形转换为仿真波形信息；
[0027]
所述仿真再现验证设备，用于接收所述仿真波形信息和待检验关联风险点，并提取所述仿真波形信息对应的特征；还用于调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算，并根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0028]
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述仿真再现验证设备包括fpga仿真再现验证模块和mcu仿真再现验证模块。
[0029]
根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
[0030]
根据本公开的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。
[0031]
本技术实施例提供的一种侧信道攻击仿真方法、装置、设备以及存储介质，能够通过获取根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的仿真波形信息和待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；再提取仿真波形信息对应的特征，并调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；再根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，即确定可能存在侧信道攻击风险
的位置为存在侧信道攻击风险的位置，实现存在侧信道攻击的确定，完成侧信道攻击仿真，从而避免侧信道攻击将会造成的严重的信息泄露和其他重大危害。
[0032]
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0033]
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0034]
图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境的示意图；
[0035]
图2示出了图1中所示的待测组件和侧信道攻击仿真系统中fpga/mcu仿真设备、采集设备、示波器以及仿真再现验证设备之间的交互方法的示意图；
[0036]
图3示出了根据本公开的实施例的组件部署示意图；
[0037]
图4示出了根据本公开的实施例的侧信道攻击仿真方法的流程图；
[0038]
图5示出了根据本公开的实施例的侧信道攻击仿真装置的框图；
[0039]
图6示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
[0040]
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0041]
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0042]
本公开中，可以确定可能存在侧信道攻击风险的位置为存在侧信道攻击风险的位置，实现存在侧信道攻击的确定，完成侧信道攻击仿真，从而避免侧信道攻击将会造成的严重的信息泄露和其他重大危害。
[0043]
图1示出了能够在其中实现本公开的实施例的示例性运行环境100的示意图。在运行环境100中包括待测组件101和侧信道攻击仿真系统102，侧信道攻击仿真系统102包括fpga/mcu仿真设备1021、采集设备1022、示波器1023以及仿真再现验证设备1024。
[0044]
图2示出了图1中所示的待测组件101和侧信道攻击仿真系统102中fpga/mcu仿真设备1021、采集设备1022、示波器1023以及仿真再现验证设备1024之间的交互方法的示意图。
[0045]
在框201，fpga/mcu仿真设备1021对待测组件101进行攻击仿真再现待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置。
[0046]
在框202，采集设备1022采集待测组件101的仿真波形。
[0047]
在框203，采集设备1022将仿真波形发送至示波器1023。
[0048]
在框204，示波器1023将仿真波形转换为仿真波形信息。
[0049]
在框205，示波器1023将仿真波形信息发送至仿真再现验证设备1024。
[0050]
在框206，fpga/mcu仿真设备1021将待检验关联风险点发送至仿真再现验证设备1024。
[0051]
在框207，仿真再现验证设备1024提取仿真波形信息对应的特征。
[0052]
在框208，仿真再现验证设备1024调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算。
[0053]
在框209，仿真再现验证设备1024根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0054]
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
[0055]
通过fpga/mcu仿真设备对待测组进行攻击仿真再现待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；采集设备采集待测组件的仿真波形，并将仿真波形发送至示波器；示波器将仿真波形转换为仿真波形信息，并发送至仿真再现验证设备；fpga/mcu仿真设备将待检验关联风险点发送至仿真再现验证设备；仿真再现验证设备提取仿真波形信息对应的特征，并调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算，再根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置，即确定可能存在侧信道攻击风险的位置为存在侧信道攻击风险的位置，实现存在侧信道攻击的确定，完成侧信道攻击仿真，从而避免侧信道攻击将会造成的严重的信息泄露和其他重大危害。
[0056]
在一些实施例中，仿真再现验证设备包括fpga仿真再现验证模块和mcu仿真再现验证模块。
[0057]
在一些实施例中，fpga仿真再现验证模块用于进行fpga仿真环境验证，mcu仿真再现验证模块用于进行mcu仿真环境验证。
[0058]
通过fpga仿真再现验证模块和mcu仿真再现验证模块分别对fpga/mcu仿真设备攻击仿真再现的待检验关联风险点进行验证，可以提高检测待测组件仿真的关联风险存在泄露的精准度。
[0059]
图3示出了根据本公开的实施例的组件部署示意图。如图3所示，实施侧信道攻击检测方法的组件包括物理层的组件、服务层的组件以及应用层的组件。
[0060]
物理层的组件包括fpga/mcu仿真设备、采集设备、示波器以及仿真再现验证设备等组件。
[0061]
在一些实施例中，fpga/mcu仿真设备包括fpga仿真设备和mcu仿真设备。其中，fpga仿真设备可以是sakura-g设备，mcu仿真设备可以是通用mcu设备。fpga/mcu仿真设备于硬件模组中的高性能fpga模组以及微控制器mcu模组上关联风险点的仿真再现，即对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置。
[0062]
在一些实施例中，采集设备可以是高级分析仪。采集设备用于采集仿真波形，仿真波形为ffpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形。
[0063]
在一些实施例中，采集设备可以内置放大器，还可以外接放大器，用于对仿真波形
进行放大处理，便于后续对波形进行分析。
[0064]
在一些实施例中，示波器用于接收仿真波形，并将仿真波形转换为仿真波形信息。
[0065]
在一些实施例中，仿真再现验证设备可以进行高性能fpga模组以及微控制器mcu模组上的关联风险的仿真验证。具体地，仿真再现验证设备用于接收仿真波形信息和待检验关联风险点，并提取仿真波形信息对应的特征；还用于调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算，并根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0066]
服务层的组件包括滑动窗口、静态对齐、取绝对值、波形导入导出、相关性分析以及中间值泄露分析等组件。
[0067]
服务层的组件可以为应用层提供滑动窗口、静态对齐、取绝对值以及波形导入导出等预处理服务，还可以为应用层提供相关性分析和中间值泄露分析等数学模型支撑。
[0068]
在一些实施例中，相关性分析数学模型是一种恢复敏感信息的攻击方式。具体来说，是在已知泄露位置的情况下猜测关键秘密信息，若对明文使用猜测的关键秘密信息进行加密的结果与真实密文相同，则猜测出真实秘密信息，否则继续进行关键秘密信息猜测，原因在于真实秘密信息的相关性分析结果会凸显出来。中间值泄露分析数学模型是在已知关键秘密信息的情况下，利用中间值与波形进行计算相关系数的计算，以此来确定泄露位置。
[0069]
应用层的组件包括仿真再现验证模块，仿真再现验证模块包括fpga仿真再现验证模块和mcu仿真再现验证模块等组件。
[0070]
应用层的组件可以对采集的仿真波形信息进行管理和预处理，并调用数学算法对仿真波形的特征进行计算判定，检验待检验关联风险点是否为目标关联风险点，即验证待检验关联风险点是否有泄露，以便实现侧信道攻击仿真。
[0071]
图4示出了根据本公开实施例的侧信道攻击仿真方法400的流程图。方法400可以由图1中的仿真再现验证设备1024执行。
[0072]
在框410，获取仿真波形信息和待检验关联风险点，仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置。
[0073]
在一些实施例中，待测组件可以是根据用户实际需求确定的硬件模块。待测组件的能量波形或电磁波形为已知模块运行功能的能量波形或电磁波形。
[0074]
在框420，提取仿真波形信息对应的特征。
[0075]
在一些实施例中，可以结合待测组件的仿真波形信息的原理，识别出仿真波形信息中与关键秘密信息之间的相关特征，并对该特征进行提取。
[0076]
在框430，调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算。
[0077]
在一些实施例中，预设分析数学模型可以是根据用户实际需求调用的分析数据模型。
[0078]
在框440，根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0079]
在一些实施例中，通过预设的相关性阈值和计算结果，确定待检验关联风险点是
否为目标关联风险点。
[0080]
例如，若计算结果大于或等于预设的相关性阈值，则确定待检验关联风险点为目标关联风险点。反之，则待检验关联风险点不为目标关联风险点。
[0081]
根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：
[0082]
能够通过获取根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的仿真波形信息和待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；再提取仿真波形信息对应的特征，并调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；再根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，即确定可能存在侧信道攻击风险的位置为存在侧信道攻击风险的位置，实现存在侧信道攻击的确定，完成侧信道攻击仿真，从而避免侧信道攻击将会造成的严重的信息泄露和其他重大危害。
[0083]
在一些实施例中，在上述获取仿真波形信息之后，上述方法还包括
[0084]
存储仿真波形信息。
[0085]
在一些实施例中，可以对波形文件进行波形管理。其中，波形文件可以是采集的包括仿真能量波形数据和仿真电磁波形数据的波形数据。波形文件也可以是获取的包括仿真能量波形信息和仿真电磁波形信息的波形信息。
[0086]
在一些实施例中，可以根据用户的实际需求选择指定的文件夹作为存储波形文件的文件夹。可以将在该文件夹下的波形文件显示在页面中，同事，波形文件也将默认保存在该路径下。
[0087]
根据本公开的实施例，通过存储仿真波形信息，可以便于信息的保存和调取，进一步提高判定完成侧信道攻击仿真的精准度，从而使得侧信道攻击仿真更为真实。
[0088]
在一些实施例中，上述提取仿真波形信息对应的特征包括：
[0089]
对仿真波形信息进行滑动窗口、静态对齐、取绝对值或者波形导入导出预处理；
[0090]
根据预处理后的仿真波形信息，提取仿真波形信息对应的特征。
[0091]
在一些实施例中，为控制发送方，即示波器的发送速度，防止发送方并考虑到受发送缓冲区大小的制约等，要求对发送方已发出但尚未经确认的帧的数目加以限制，同时使网络的传输效率得到提高，在提取仿真波形信息对应的特征之前，对仿真波形进行滑动窗口预处理，以实现流量控制。
[0092]
在一些实施例中，为提高侧信道攻击仿真的效率，可以直接采用通过横向平移波形使其在某一位置对齐的静态对齐，对较容易通过静态对齐的仿真电磁波和仿真能量波进行静态对齐预处理。
[0093]
在一些实施例中，基于噪音是互不相关的特点，通过对仿真波形信息进行取绝对值预处理，可以有效压制噪音的影响。
[0094]
在一些实施例中，通过对仿真波形信息进行导入和导出的预处理，可以根据用户的实际需求对仿真波形信息进行指定格式的转换。
[0095]
在一些实施例中，对仿真波形信息进行预处理包括但不限于滑动窗口、静态对齐、取绝对值或者波形导入导出。
[0096]
根据本公开的实施例，通过对仿真波形信息进行滑动窗口、静态对齐、取绝对值或者波形导入导出等预处理，更有利有序的波形分析，进一步提高判定完成侧信道攻击仿真
的精准度，从而使得侧信道攻击仿真更为真实。
[0097]
在一些实施例中，上述预设分析数据模型包括预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型。
[0098]
在一些实施例中，预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型可以根据用户的实际需求进行设置。
[0099]
在一些实施例中，预设相关性分析数学模型可以是是一种恢复敏感信息的攻击方式。具体来说，是在已知泄露位置的情况下猜测关键秘密信息，若对明文使用猜测的关键秘密信息进行加密的结果与真实密文相同，则猜测出真实秘密信息，否则继续进行关键秘密信息猜测，原因在于真实秘密信息的相关性分析结果会凸显出来。
[0100]
在一些实施例中，预设中间值泄露分析数学模型可以是在已知关键秘密信息的情况下，利用中间值与波形进行计算相关系数的计算，以此来确定泄露位置。
[0101]
根据本公开的实施例，通过设置预设分析数据模型为预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型，可以从未确定泄露位置和已知泄露位置的情况下，实现侧信道攻击的仿真，以便进一步提高判定完成侧信道攻击仿真的精准度，从而使得侧信道攻击仿真更为真实。
[0102]
在一些实施例中，上述预设相关性分析数学模型和上述预设中间值泄露分析数学模型的相关系数包括：
[0103][0104]
其中，r表示相关系数，即研究变量(x，y)之间线性相关程度的量；cov(x，y)表示x与y的协方差；var[x]表示x的方差：var[y]表示y的方差；x表示仿真波形信息；y表示待测组件的关键秘密信息。
[0105]
在一些实施例中，预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型用到的相关系数均是指统计学中通常用来描述两个变量之间的相关程度的一个值，是用以反映变量之间相关关系密切程度的统计指标。由于研究对象的不同，相关系数有多种定义方式，可以是非确定性的相关系数，如皮尔逊相关系数。
[0106]
在一些实施例中，相关系数可以按积差方法计算，同样以两变量与各自平均值的离差为基础，通过两个离差相乘来反映两变量之间相关程度。其中两变量为仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息。
[0107]
根据本公开的实施例，可以采用皮尔逊相关系数作为预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型的相关系数，以便进一步提高判定完成侧信道攻击仿真的精准度，从而使得侧信道攻击仿真更为真实。
[0108]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
[0109]
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进
一步说明。
[0110]
图5示出了根据本公开的实施例的侧信道攻击仿真装置500的方框图。装置500可以被包括在图1的仿真再现验证设备1024中或者被实现为仿真再现验证设备1024。如图5所示，装置500包括：
[0111]
获取模块510，用于获取仿真波形信息和待检验关联风险点，仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；
[0112]
提取模块520，用于提取仿真波形信息对应的特征；
[0113]
计算模块530，用于调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；
[0114]
确定模块540，用于根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。
[0115]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0116]
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
[0117]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
[0118]
图6示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备600的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
[0119]
电子设备600包括计算单元601，其可以根据存储在rom602中的计算机程序或者从存储单元608加载到ram603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram603中，还可存储电子设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、rom602以及ram603通过总线604彼此相连。i/o接口605也连接至总线604。
[0120]
电子设备600中的多个部件连接至i/o接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许电子设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0121]
计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法400。例如，在一些实施例中，方法400可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到
ram603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的方法400的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法400。
[0122]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0123]
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0124]
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0125]
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0126]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
[0127]
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计
算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
[0128]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0129]
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

技术特征：
1.一种侧信道攻击仿真方法，其特征在于，包括：获取仿真波形信息和待检验关联风险点，所述仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；提取所述仿真波形信息对应的特征；调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取仿真波形信息之后，所述方法还包括存储所述仿真波形信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述仿真波形信息对应的特征包括：对所述仿真波形信息进行滑动窗口、静态对齐、取绝对值或者波形导入导出预处理；根据预处理后的仿真波形信息，提取仿真波形信息对应的特征。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设分析数据模型包括预设相关性分析数学模型和预设中间值泄露分析数学模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设相关性分析数学模型和所述预设中间值泄露分析数学模型的相关系数包括：其中，r表示相关系数，即研究变量(x，y)之间线性相关程度的量；cov(x，y)表示x与y的协方差；var[x]表示x的方差：car[y]表示y的方差；x表示仿真波形信息；y表示待测组件的关键秘密信息。6.一种侧信道攻击仿真装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取仿真波形信息和待检验关联风险点，所述仿真波形信息为根据fpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；提取模块，用于提取所述仿真波形信息对应的特征；计算模块，用于调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；确定模块，用于根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。7.一种侧信道攻击仿真系统，其特征在于，包括fpga/mcu仿真设备、采集设备、示波器以及仿真再现验证设备；所述fpga/mcu仿真设备，用于对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；
所述采集设备，用于采集仿真波形，所述仿真波形为ffpga/mcu仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形；所述示波器，用于接收所述仿真波形，并将所述仿真波形转换为仿真波形信息；所述仿真再现验证设备，用于接收所述仿真波形信息和待检验关联风险点，并提取所述仿真波形信息对应的特征；还用于调用预设分析数学模型，对所述仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算，并根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述仿真再现验证设备包括fpga仿真再现验证模块和mcu仿真再现验证模块。9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一权利要求所述的方法。10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一权利要求所述的方法。

技术总结
本公开的实施例提供了一种侧信道攻击仿真方法、装置、设备以及存储介质，应用于网络安全技术领域。该方法包括获取仿真波形信息和待检验关联风险点，仿真波形信息为根据FPGA/MCU仿真设备对待测组件进行攻击仿真再现待检验关联风险点时待测组件的能量波形或电磁波形得到的，待检验关联风险点为可能存在侧信道攻击风险的位置；提取仿真波形信息对应的特征；调用预设分析数学模型，对仿真波形信息对应的特征和待测组件的关键秘密信息之间的相关性进行计算；根据计算结果确定待检验关联风险点为目标关联风险点，目标关联风险点为存在侧信道攻击风险的位置。以此方式，可以完成侧信道攻击仿真，从而避免侧信道攻击将会造成的严重的信息泄露和其他重大危害。的信息泄露和其他重大危害。的信息泄露和其他重大危害。


技术研发人员：孙军 张格 张哲宇 李杨 王蕊 宁宇鹏
受保护的技术使用者：北京中宇万通科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/7/19