[发明专利]一种基于短时域分析的侧信道信号预处理方法

说明书

基于短时域分析的侧信道信号预处理方法，包括：(1)设置侧信道信号采集的基本环境，设示波器当前采样频率为f,设密码设备运行的时钟频率为f_s,密码设备的运行频率为采集到的侧信道信号的点数为M，条数为N,令信号矩阵为T_N*M；(2)确定选择所用窗函数窗的大小，窗的大小以密码设备的运行的时钟为单位，窗的大小计算方法如下:设窗的大小为n,n＝f/f_s；(3)根据窗的大小n对信号矩阵的进行短时能量分析，直到信号矩阵的每行计算完成；(4)完成矩阵所有行的短时能量分析后，得到新矩阵T′。本发明：(1)运行该预处理的方法可以有效提高侧信道攻击的效率；(2)对侧信道信号进行了有效的压缩，缩短了攻击检测的时间。

技术领域

本发明涉及芯片安全攻击检测领域，具体涉及一种基于短时域分析的侧信道信号预处理方法。

背景技术

传统的密码分析侧重于密码算法本身的数学特征，而忽略了密码设备在运行密码算法过程中泄露的物理信号。自1996年Paul Kochers首次提出利用时间分析密码设备中的敏感信息的思想以来，侧信道分析受到了极大的关注，并且相关研究已经成为密码学研究的一个重要的分支，被广泛的应用在密码芯片的攻击检测领域。侧信道攻击的基本原理是用过采集密码设备在运行过程中的能量信息或者电磁信息，然后通过统计分析的方法进行恢复密钥信息。

在进行侧信道攻击的过程中，需要对采集到的密码设备的侧信道信号进行预处理，采集到的侧信道信号是非平稳、时变、离散型大，信息量大的复杂信号，对于攻击检测人员来讲，处理难度较大，因为侧信道信号携带着各种信息，侧信道信号是一个未知的信号，根据目前的研究表明，采集到侧信道泄露信号与密码设备运行的时钟频率、所处理的数据、所进行的操作有较大的相关关系。

发明内容

发明要解决的技术问题是针对目前侧信道信号预处理的方法不够灵活，需要大量的参数配置等缺点，提出一种具有普适性的侧信道信号预处理的方法，有效地提高了侧信道攻击的效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于短时域分析的侧信道信号预处理方法，包括如下步骤：

(1)设置侧信道信号采集的基本环境，设示波器当前采样频率为f,设密码设备运行的时钟频率为f_s,密码设备的运行频率为采集到的侧信道信号的点数为M，条数为N,令信号矩阵为T_N*M；

(2)确定选择所用窗函数窗的大小，窗的大小以密码设备的运行的时钟为单位，窗的大小计算方法如下:设窗的大小为n,n＝f/f_s；

(3)根据窗的大小n对信号矩阵的进行短时能量分析，直到信号矩阵的每行计算完成；

(4)完成矩阵所有行的短时能量分析后，得到新矩阵T′。

与现有技术相比，本发明创造的技术效果主要有以下两点：

(1)运行该预处理的方法可以有效提高侧信道攻击的效率；

(2)对侧信道信号进行了有效的压缩，缩短了攻击检测的时间。

附图说明

图1为预处理的流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

短时分析技术主要用在处理语音信号，其基本原理是用平稳信号的处理方法处理非平稳的信号，侧信道信号虽然具有时变特性，由于电容的充放电，但是在一个短时间范围内，基本特性基本保持不变，因此侧信道信号也是具有短时平稳性的，类比分析可以得知，运用短时分析技术对侧信道信号进行预处理是完全可行的。