[技術干貨] M2354 旁路攻擊防護作法與好處
M2354 旁路攻擊防護作法與好處
信息安全，除了仰賴密碼學算法，也架構在機器本身的防護上，但一般系統芯片在運行時，仍會不經意地透過一些物理特性泄露訊息，這些訊息會透過電壓、電流、電磁波等物理現象傳播到系統芯片外，攻擊者便可以藉由分析這些暴露出來的信息，反向分析出芯片中的秘鑰，這種利用密碼系統運行中所泄露出來的物理信息，來對系統進行破解的攻擊方式，稱為旁路攻擊。
M2354是新唐科技所研發的一款MCU，用來因應時代對于MCU效能與安全的需要，提供了各種硬件的密碼學算法的加速器與多重的信息保護功能，包括了AES、ECC、RSA、HMAC與高質量不可預測的隨機數生成器 (TRNG)，更具有專門儲存秘鑰的Key Store，使其在運用于高安全需求的應用中，除具備有極高的效能外，更能有效抵擋攻擊者的入侵與信息竊取，無論這攻擊是來自于網絡或是對MCU本身的攻擊。
M2354針對常用的密碼學算法AES、ECC與RSA更加入了旁路攻擊的防護，防止攻擊者從MCU運作中所泄漏的物理信息，反推系統所使用的秘鑰。
AES的旁路攻擊防護，能夠讓AES在運算過程中，由電源、接地端泄露的信息量大幅降低，以避免被截取相關信息來分析出其秘鑰。
除了AES，M2354也提供非對稱加密算法ECC，并也加入了旁路攻擊的防護，以增加攻擊者分析電源、接地端的信息，來反推秘鑰的困難度。
M2354同時也加入了RSA硬件加速器，也內建了旁路攻擊的防護，避免秘鑰信息在運算中，透過電源或接地端泄露出去。
以RSA為例，如未加入旁路攻擊防護，其譯碼時所使用的秘鑰與其譯碼時的電流波形，會有高度的相關性，如下圖所示:
由上圖可以看出，不同的三把RSA秘鑰，其解碼時的電流波形有顯著的不同，由此可見，RSA運行時的電流波形中，確實明顯蘊藏的跟秘鑰相關信息，這讓攻擊者能夠輕易地透過分析RSA運作時的電流，反向分析出所使用的秘鑰。
那么有效的旁路攻擊防護，就必須能夠隱藏RSA在運行中，由電流泄漏出來的秘鑰訊息，由下圖可以看出，在M2354中，打開RSA的旁路攻擊防護功能后，不同秘鑰之間的不同處，并無法明顯的由RSA運行時的電流信息中分辨出來，由此可見，打開M2354的旁路攻擊防護功能之后，能夠有效的抑制秘鑰信息，以操作電流的方式泄漏出去。
信息安全除了仰賴密碼學算法的強度，對系統本身能否有效的防護相關秘鑰被竊取也極其重要。旁路攻擊是一種常見的對系統秘鑰竊取的攻擊方式，因此其防護于完整的信息安全也是很重要一環，M2354的AES、RSA與ECC密碼學算法，除了提供硬件的加速器，提供高效能的數據加密外，也各自提供旁路攻擊的防護，除了保護網絡傳輸數據的安全，也保護了針對MCU本體的攻擊，真正做到了完整的信息安全。
M2354 旁路攻擊防護作法與好處
信息安全，除了仰賴密碼學算法，也架構在機器本身的防護上，但一般系統芯片在運行時，仍會不經意地透過一些物理特性泄露訊息，這些訊息會透過電壓、電流、電磁波等物理現象傳播到系統芯片外，攻擊者便可以藉由分析這些暴露出來的信息，反向分析出芯片中的秘鑰，這種利用密碼系統運行中所泄露出來的物理信息，來對系統進行破解的攻擊方式，稱為旁路攻擊。
M2354是新唐科技所研發的一款MCU，用來因應時代對于MCU效能與安全的需要，提供了各種硬件的密碼學算法的加速器與多重的信息保護功能，包括了AES、ECC、RSA、HMAC與高質量不可預測的隨機數生成器 (TRNG)，更具有專門儲存秘鑰的Key Store，使其在運用于高安全需求的應用中，除具備有極高的效能外，更能有效抵擋攻擊者的入侵與信息竊取，無論這攻擊是來自于網絡或是對MCU本身的攻擊。
M2354針對常用的密碼學算法AES、ECC與RSA更加入了旁路攻擊的防護，防止攻擊者從MCU運作中所泄漏的物理信息，反推系統所使用的秘鑰。
AES的旁路攻擊防護，能夠讓AES在運算過程中，由電源、接地端泄露的信息量大幅降低，以避免被截取相關信息來分析出其秘鑰。
除了AES，M2354也提供非對稱加密算法ECC，并也加入了旁路攻擊的防護，以增加攻擊者分析電源、接地端的信息，來反推秘鑰的困難度。
M2354同時也加入了RSA硬件加速器，也內建了旁路攻擊的防護，避免秘鑰信息在運算中，透過電源或接地端泄露出去。
以RSA為例，如未加入旁路攻擊防護，其譯碼時所使用的秘鑰與其譯碼時的電流波形，會有高度的相關性，如下圖所示:
由上圖可以看出，不同的三把RSA秘鑰，其解碼時的電流波形有顯著的不同，由此可見，RSA運行時的電流波形中，確實明顯蘊藏的跟秘鑰相關信息，這讓攻擊者能夠輕易地透過分析RSA運作時的電流，反向分析出所使用的秘鑰。
那么有效的旁路攻擊防護，就必須能夠隱藏RSA在運行中，由電流泄漏出來的秘鑰訊息，由下圖可以看出，在M2354中，打開RSA的旁路攻擊防護功能后，不同秘鑰之間的不同處，并無法明顯的由RSA運行時的電流信息中分辨出來，由此可見，打開M2354的旁路攻擊防護功能之后，能夠有效的抑制秘鑰信息，以操作電流的方式泄漏出去。
信息安全除了仰賴密碼學算法的強度，對系統本身能否有效的防護相關秘鑰被竊取也極其重要。旁路攻擊是一種常見的對系統秘鑰竊取的攻擊方式，因此其防護于完整的信息安全也是很重要一環，M2354的AES、RSA與ECC密碼學算法，除了提供硬件的加速器，提供高效能的數據加密外，也各自提供旁路攻擊的防護，除了保護網絡傳輸數據的安全，也保護了針對MCU本體的攻擊，真正做到了完整的信息安全。
編輯：zzy 最后修改時間：2021-12-27
