پردازنده های دوقلو در مقابله با حمله کانال جانبی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی همدان - کارشناسی ارشد سخت افزار

2 دانشگاه پیام نور همدان

چکیده

در طول دو دهه گذشته کانون های پژوهشی روش های متعددی را برای استخراج اطلاعات حساس توسط نشت از کانال جانبی و همچنین روش مقابله با آن ارائه داده اند. این مقاله به ایده ای نو در حیطه ریزپردازنده ها می پردازد با نام «پردازنده دوقلو» یا Twin Microprocessor (TuP) و همچنین یک بسته نرم افزاری را ارائه می دهد که به ما اجازه می دهد که کدها را برای اجرا روی TuP دوباره ترجمه کنیم. TuP یک واحد محاسبه و منطق (ALU) و یک فضای حافظه اما دو بانک ثبات، دو پشته و دو اشاره گر پشته دارد. فرض کنیم که Q0 و Q1 دو زیربرنامه از یک الگوریتم رمزنگاری باشند. در هر سیکل ساعت TuP به صورت تصادفی یکی از زیربرنامه ها را انتخاب می کند تا اجرا شود. بنابراین با برنامه نویسی ماهرانه Q0 و Q1، دو زیربرنامه می توانند با همکاری هم یک فضای حافظه را تغییر دهند و یک وظیفه مشخص را به اتمام برسانند. ارزیابی های آزمایشگاهی نشان می دهد که ایده TuP در مقابله با حمله کانال جانبی اثربخش است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Twin Microprocessors to Defend Side Channel Attack

نویسندگان [English]

  • Ehsan Aerabi 1
  • Bahareh Afshinpour 2
چکیده [English]

A Side Channel Attacker tries to infer sensitive information from a security device like a smart card using its power consumption, timing information or electromagnetic emanation. Implementation of cryptographic algorithms, regardless of how much their security is mathematically proven, demand for extra considerations to be secure against SCA. In this paper we introduce a CPU architecture which can execute two queues of instructions randomly interleaved which together comprise a whole cryptographic algorithm. Since execution order of instructions varies from each run to another, power consumption pattern of device is undetermined and can resist against SCA. We also use a set of methods to develop a compiler toolkit which can accept a program and produce two queues of instructions equivalent two the original program. We examined strength of our method, conducting a Correlation Power Analysis which is one kind of SCA.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Side Channel Attack
  • Countermeasure
  • SCA
  • DPA
  • Cryptography