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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/89946| 標題: | 預訓練:跨向以深度學習為基礎的旁通道黑箱 AES 分析 Pretraining: Towards Black-Box Deep Learning-Based Side-Channel Attack on AES Masking |
| 作者: | 林其昌 Chi-Chang Lin |
| 指導教授: | 陳和麟 Ho-Lin Chen |
| 共同指導教授: | 陳君朋 Jiun-Peng Chen |
| 關鍵字: | 旁通道分析,特徵分析攻擊,黑箱原則,深度學習,預訓練, Side-channel analysis,Profiling attack,Black-box principle,Deep learning,Pretraining, |
| 出版年 : | 2023 |
| 學位: | 碩士 |
| 摘要: | 旁通道分析是一種竊取加解密金鑰的攻擊手法,透過裝置在加密過程中於物理媒介(如電磁波)產生的資訊洩漏,能夠繞過加密演算法本身的安全性,大幅降低攻擊複雜度。為因應此類型的攻擊,屏蔽防禦(masking)引進額外的隨機亂數,將攻擊標的拆分成統計上獨立於之的多個組成,以達到抵禦效果。由於此隨機亂數在一般情況下無法從裝置外部取得,故以攻擊者的角度而言,如何開發無須仰賴此亂數的黑箱攻擊,是攻擊能否作為實務運用的關鍵。
本文以黑箱攻擊為指導原則,於特徵分析攻擊的方法論之下,展示如何透過深度學習的預訓練方法,藉由事先訓練出仿照屏蔽防禦計算方式的模型,從而有效破解針對進階加密標準(AES)設計的屏蔽防禦。本文的實驗結果於標準資料集ASCADv1-f上的表現可媲美當前最先進的模型,並且額外具備超參數選擇的彈性以及更高的資源運用效率。如何將此預訓練方法有效運用到進階的屏蔽防禦類型,為未來的研究方向。 The side-channel attack, exploiting physical leakages such as electromagnetic radiation, steals secret keys from cryptographic devices, bypassing algorithmic robustness. Masking, a countermeasure, introduces extra randomness for secret sharing, often inaccessible in practical contexts. From an attacker’s point of view, black-box attack capability should be the guiding principle to develop attack packages concerning their applicability beyond the lab. Under the profiling attack framework, a black-box pretraining attack on AES is demonstrated how side-channel adversaries leverage prior knowledge of common arithmetic operations for masking. Constructed models mimic and overcome prevailing Boolean masking, yielding comparable results to the state-of-the-art on the benchmark dataset ASCADv1-f. Furthermore, this pretraining attack offers advantages such as hyperparameter flexibility and reduced resource consumption. Its extension to attack broader masking schemes is left for a more comprehensive exploration. |
| URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/89946 |
| DOI: | 10.6342/NTU202303827 |
| 全文授權: | 未授權 |
| 顯示於系所單位: | 電機工程學系 |
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| ntu-111-2.pdf 未授權公開取用 | 9.79 MB | Adobe PDF |
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