Nyligen har stora framsteg gjorts i att tillämpa djupinlärning på sidokanalat- tacker. Detta medför ett hot mot säkerheten för implementationer av kryp- tografiska algoritmer. Konceptuellt är tanken att övervaka ett chip medan det kör kryptering för informationsläckage av ett visst slag, t.ex. Energiförbrukning. Man använder då kunskap om den underliggande krypteringsalgoritmen för att träna en modell för att känna igen nyckeln som används för kryptering. Modellen appliceras sedan på mätningar som samlats in från ett chip under attack för att återskapa krypteringsnyckeln. Vi försökte förbättra modeller från ett tidigare arbete som kan finna en byte av en 16-bytes krypteringsnyckel för Advanced Advanced Standard (AES)-128 från över 250 mätningar. Vår modell kan finna en byte av nyckeln från en enda mätning. Vi har även tränat ytterligare modeller som kan finna inte bara en enda nyckelbyte, men hela nyckeln. Vi uppnådde detta genom att ställa in vissa parametrar för bättre modellprecision. Vi samlade vår egen tränings- data genom att fånga en stor mängd strömmätningar från ett Xmega 128D4 mikrokontrollerchip. Vi samlade också mätningar från ett annat chip - som vi inte tränade på - för att fungera som en opartisk referens för testning. När vi uppnådde förbättrad precision märkte vi också ett intressant fenomen: vissa labels var mycket enklare att identifiera än andra. Vi fann också en stor varians i modellprecision och undersökte dess orsak. / Recently, substantial progress has been made in applying deep learning to side channel attacks. This imposes a threat to the security of implementations of cryptographic algorithms. Conceptually, the idea is to monitor a chip while it’s running encryption for information leakage of a certain kind, e.g. power consumption. One then uses knowledge of the underlying encryption algorithm to train a model to recognize the key used for encryption. The model is then applied to traces gathered from a victim chip in order to recover the encryption key.We sought to improve upon models from previous work that can recover one byte of the 16-byte encryption key of Advanced Encryption Standard (AES)-128 from over 250 traces. Our model can recover one byte of the key from a single trace. We also trained additional models that can recover not only a single keybyte, but the entire key. We accomplished this by tuning certain parameters for better model accuracy. We gathered our own training data by capturing a large amount of power traces from an Xmega 128D4 microcontroller chip. We also gathered traces from a second chip - that we did not train on - to serve as an unbiased set for testing. Upon achieving improved accuracy we also noticed an interesting phenomenon: certain labels were much easier to identify than others. We also found large variance in model accuracy and investigated its cause.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-253008 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Brisfors, Martin, Forsmark, Sebastian |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2019:110 |
Page generated in 0.0056 seconds