NXP芯片电源分析攻击实战

📚 共计 30 章节
01
电源分析攻击概述
什么是电源分析攻击、攻击分类(SPA/DPA)、攻击原理与威胁模型。
基础SPADPA
02
NXP芯片安全架构概览
LPC、i.MX、Kinetis系列;PRINCE、AES引擎;PMU结构。
架构NXP
03
实验环境搭建
示波器、电流探头、ChipWhisperer、Jupyter、LPC55S69连接配置。
硬件环境
04
示波器基础与信号采集
采样率、带宽、触发;电流探头技巧;采集功耗轨迹。
示波器采集
05
ChipWhisperer框架入门
架构、Python API、与NXP通信、第一条功耗轨迹。
ChipWhispererAPI
06
功耗轨迹预处理
去噪(均值/小波)、对齐(互相关/峰值)、归一化。
预处理去噪
07
简单电源分析(SPA)原理
SPA基本原理、识别指令序列、分支与循环。
SPA原理
08
SPA实战:AES密钥调度分析
采集AES轨迹、识别S盒、提取密钥调度信息。
SPAAES密钥
09
差分电源分析(DPA)原理
统计模型、假设与区分器、Pearson相关系数、互信息。
DPA统计
10
DPA实战:AES密钥恢复(一)
选择中间值(S盒输出)、划分轨迹、计算差分均值。
DPAAES
11
DPA实战:AES密钥恢复(二)
完整密钥恢复、多字节攻击、结果验证。
DPA密钥恢复
12
高阶DPA攻击
二阶DPA原理、掩码防护、针对PRINCE引擎的二阶攻击。
高阶DPA掩码
13
模板攻击基础
模板攻击原理、均值向量、协方差矩阵、匹配与密钥恢复。
模板攻击统计
14
模板攻击实战:AES模板构建
采集模板轨迹、特征选择(POI)、构建模板库。
模板POI
15
模板攻击实战:AES密钥恢复
使用模板匹配未知密钥、成功率分析。
模板密钥恢复
16
机器学习辅助电源分析
特征工程(PCA/LDA)、分类器(SVM/随机森林/神经网络)。
机器学习分类
17
深度学习电源分析
CNN架构、训练数据、密钥分类与恢复。
深度学习CNN
18
NXP防护机制(一):掩码
固定值/随机掩码、布尔/算术掩码、实现与绕过。
掩码防护
19
NXP防护机制(二):隐藏
随机延迟、乱序执行、功耗平衡电路。
隐藏抗DPA
20
NXP防护机制(三):PRINCE引擎
PRINCE算法结构、抗DPA特性、实际攻击案例。
PRINCE防护
21
LPC55S69安全子系统攻击
安全启动功耗分析、PRINCE密钥提取。
LPC55S69安全启动
22
i.MX RT系列电源分析
i.MX RT架构、DDR电源噪声、攻击面评估。
i.MX RTDDR
23
Kinetis系列电源分析
低功耗特性、轨迹采集难点、攻击优化。
Kinetis低功耗
24
电源分析攻击防御策略
硬件滤波器、软件恒定时间、协议密钥更新。
防御策略
25
攻击评估与指标
成功率、所需轨迹数、猜测熵。
评估指标
26
自动化攻击框架开发
Python自动化流水线:采集、预处理、攻击、分析一体化。
自动化框架
27
案例研究一:LPC55S69 AES-128
完整攻击流程复现、结果分析与优化。
案例AES-128
28
案例研究二:i.MX RT1060 PRINCE
DPA攻击PRINCE引擎、防护绕过技巧。
案例PRINCE
29
案例研究三:Kinetis K64安全启动绕过
SPA识别安全启动、故障注入与密钥提取。
案例安全启动
30
课程总结与未来展望
攻击发展趋势、后量子密码功耗分析、NXP下一代安全展望。
总结展望