引言
密码芯片是保障网络与通信设备数据传输和交换安全性的重要部件，其安全性至关重要。芯片在运行过程中，其逻辑门的变化在物理上体现为电流的变化，从而引起能量消耗。如果芯片自身安全机制不足或未做泄漏防护，芯片在处理敏感信息时产生的能量将与敏感信息之间产生隐通道，如被攻击者加以利用，可能造成数据泄漏，对系统的安全性产生极大的威胁。
目前针对上述问题的典型测试方法是在芯片设计完成后，采用专用硬件设备搭建侧信道分析平台，对芯片实物开展能量侧信道安全性分析。该方法主要存在以下问题：一是硬件设备成本较高，当前测试方法分析过程的精确性依赖于专业侧信道采集设备，此类设备价格昂贵；二是搭建分析平台难度大、时间长，测试人员需要花费大量时间和精力设计和调试侧信道采集板卡，测试周期难以保证；三是发现问题较晚、修复成本高，现有的硅后测试方法不仅发现问题阶段较晚，而且修改后需重新流片，修复成本较高。
针对上述问题，目前已经有研究提出了针对芯片晶体管级、门级、RTL级的仿真侧信道分析方法。文献[1]提出了在晶体管级进行基于汉明差的差分功耗分析方法，但分析时间需要数天，时间开销较大。文献[2]结合Primetime PX工具构建了门级的侧信道分析框架。文献[3]通过分析SAIF文件，实现对RTL级的侧信道分析，但SAIF文件一般只适用于Synopsys工具，通用性不强。
本文提出了一种基于功能仿真的密码芯片侧信道分析方法，该方法在密码芯片早期的RTL设计阶段，通过功能仿真的手段生成仿真能量迹，实现待测芯片设计进行侧信道攻击与泄漏评估。相比于硅后的侧信道分析方法，本文提出的方法不仅不需要专用的硬件设备，而且可以在设计阶段实现模块级的泄漏检测、定位和侧信道攻击。
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作者信息：
沈炜，刘诗宇，杨光，李东方
（中国航天科工集团第二研究院706所，北京 100854）
