طراحی و پیاده سازی عملی حمله تحلیل توان الگو بر روی الگوریتم رمز پیشرفته استاندارد بر بستر پردازنده ARM

Abstract

امروزه تامین امنیت از جمله مهم ترین مباحث اساسی و ضروری در سامانه­های مخابراتی و الکترونیکیبه­شمار می­رود. حمله الگو از جمله حملات کانال جانبی غیر تهاجمی از نوع تحلیل توان ساده است که در آن مهاجم با تشکیل الگوهایی از سیگنال­های توان­ جمع­آوری شده از پردازنده در حال انجام عملیات رمز و مقایسه آن­ با نمونه­ سیگنال­های توان پردازنده قربانی قادر به شناسایی دستورالعمل­های پردازنده و وزن همینگ عملوندهای آنها می­باشد. در این پژوهش، نحوه پیاده­سازی عملی این حمله برای شکستن الگوریتم پیشرفته رمز استاندارد پیاده­سازی شده بر روی بستر ARM-LPC گزارش می­شود. برای تحقق این مهم، ابتدا نمونه­های سیگنال­های توان پردازنده 1768 ARM<strong>-</strong>LPCدر حال پردازش الگوریتم رمز پیشرفته استاندارد ذخیره و سپس نمونه­ها به الگوریتم تحلیل مولفه اصلی جهت کاهش ویژگی اعمال و در نهایت داده­های با ابعاد تقلیل­یافته توسط الگوریتم هوش ماشین طبقه­بندی شد. پردازنده ARM به­دلیل مصرف توان کم، تعداد خطوط لوله بیشتر در مقایسه با سایر پردازنده­های مشایه و نیز معماری پیچیده­تر، کمتردر مقالات مرتبط با حمله الگو مورد بررسی قرار گرفته است. نوآوری این پژوهش در استفاده موثر از هوش ماشین در حمله تحلیل توان الگو برای مهندسی معکوس دستورالعمل­های پردازنده ARM و دستاورد مهم آن کسب درصد شناسایی صحیح 77% برای تشخیص وزن همینگ بایت خروجی تبدیل جانشینی بایت­های اولین دور رمزنگاری الگوریتم رمز پیشرفته استاندارد و به­طور متوسط 55% تشخیص صحیح دستورالعمل­های ریز­پردازنده است.