Side Channel Analysis Attacks

Tip

Leer en oefen AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Leer en oefen GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE) Leer en oefen Azure Hacking: HackTricks Training Azure Red Team Expert (AzRTE)

Ondersteun HackTricks

Side-channel aanvalle herstel geheime inligting deur fisiese of mikro-argitektoniese “lekkasies” te observeer wat gecorreleer is met die interne toestand, maar nie deel is van die logiese koppelvlak van die toestel nie. Voorbeelde wissel van die meting van die onmiddellike stroom wat deur ’n slimkaart getrek word tot die misbruik van CPU-kragbestuurseffekte oor ’n netwerk.

Hoof Lekkage Kanale

KanaalTipiese TeikenInstrumentasie
KragverbruikSlimkaarte, IoT MCU’s, FPGA’sOsilloskoop + shunt weerstand/HS-sonde (bv. CW503)
Elektromagnetiese veld (EM)CPU’s, RFID, AES versnellingsH-veld sonde + LNA, ChipWhisperer/RTL-SDR
Uitvoeringstyd / cachesDesktop & wolk CPU’sHoĂ«-presisie timers (rdtsc/rdtscp), afstand tyd-van-vlug
Akoesties / meganiesSleutelborde, 3-D drukkers, relaisMEMS mikrofoon, laser vibrometer
Opties & termiesLED’s, laserdrukkers, DRAMFotodiode / hoĂ«-snelheid kamera, IR kamera
Fout-geĂŻnduseerASIC/MCU kriptosKlok/spanning glip, EMFI, laser inspuiting

Kraganalise

Eenvoudige Kraganalise (SPA)

Observeer ’n enkele spoor en assosieer direk pieke/dale met operasies (bv. DES S-boxes).

# ChipWhisperer-husky example – capture one AES trace
from chipwhisperer.capture.api.programmers import STMLink
from chipwhisperer.capture import CWSession
cw = CWSession(project='aes')
trig = cw.scope.trig
cw.connect(cw.capture.scopes[0])
cw.capture.init()
trace = cw.capture.capture_trace()
print(trace.wave)  # numpy array of power samples

Differensiële/Korrelerende Kraganalise (DPA/CPA)

Verkry N > 1 000 spore, hipotese sleutelbyte k, bereken HW/HD model en korreleer met lekkasie.

import numpy as np
corr = np.corrcoef(leakage_model(k), traces[:,sample])

CPA bly toonaangewend, maar masjienleer variasies (MLA, diep-leer SCA) oorheers nou kompetisies soos ASCAD-v2 (2023).

Elektromagnetiese Analise (EMA)

Naby-veld EM-probes (500 MHz–3 GHz) lek identiese inligting aan kraganalise sonder om shunts in te voeg. 2024 navorsing het sleutelherwinning by >10 cm van ’n STM32 gedemonstreer deur middel van spektrum korrelasie en laekoste RTL-SDR front-ends.

Tyds- & Mikro-argitektoniese Aanvalle

Moderne CPU’s lek geheime deur gedeelde hulpbronne:

  • Hertzbleed (2022) – DVFS frekwensie skaal korreleer met Hamming gewig, wat afgeleĂ« ekstraksie van EdDSA sleutels moontlik maak.
  • Downfall / Gather Data Sampling (Intel, 2023) – transiĂ«nt-uitvoering om AVX-gather data oor SMT-drade te lees.
  • Zenbleed (AMD, 2023) & Inception (AMD, 2023) – spekulatiewe vektor misvoorspelling lek registers oor domeine.

Akoestiese & Optiese Aanvalle

  • 2024 “​iLeakKeys” het 95 % akkuraatheid getoon in die herwinning van laptop-toetsdrukke vanaf ’n slimfoon mikrofoon oor Zoom met ’n CNN klassifiseerder.
  • HoĂ«spoed fotodiodes vang DDR4 aktiwiteit LED en herbou AES ronde sleutels binne <1 minuut (BlackHat 2023).

Foutinjekie & Differensiële Foutanalise (DFA)

Die kombinasie van foute met kant-kanaal lekkasie verkort sleutelsoektog (bv. 1-trace AES DFA). Onlangs hobbyis-prys gereedskap:

  • ChipSHOUTER & PicoEMP – sub-1 ns elektromagnetiese puls glits.
  • GlitchKit-R5 (2025) – oopbron klok/spanning glits platform wat RISC-V SoCs ondersteun.

Tipiese Aanval Werkvloei

  1. Identifiseer lekkasie kanaal & monteerpunt (VCC pen, ontkoppelkap, naby-veld plek).
  2. Voeg trigger in (GPIO of patroon-gebaseerd).
  3. Versamel >1 k spore met behoorlike monsterneming/filters.
  4. Voorverwerk (uitlijning, gemiddelde verwydering, LP/HP filter, golflet, PCA).
  5. Statistiese of ML sleutelherwinning (CPA, MIA, DL-SCA).
  6. Valideer en herhaal op uitskieters.

Verdedigings & Versterking

  • Konstante-tyd implementasies & geheue-harde algoritmes.
  • Maskering/schuffling – verdeel geheime in ewekansige aandele; eerste-orde weerstand gesertifiseer deur TVLA.
  • Versteek – op-skyf spanning reguleerders, ewekansige klok, dubbele spoor logika, EM skilde.
  • Foutdetectie – oortollige berekening, drempel handtekeninge.
  • Operasioneel – deaktiveer DVFS/turbo in kripto-kernels, isoleer SMT, verbied mede-lokasie in multi-huurder wolke.

Gereedskap & Raamwerke

  • ChipWhisperer-Husky (2024) – 500 MS/s skoop + Cortex-M trigger; Python API soos hierbo.
  • Riscure Inspector & FI – kommersieel, ondersteun outomatiese lekkasie assessering (TVLA-2.0).
  • scaaml – TensorFlow-gebaseerde diep-leer SCA biblioteek (v1.2 – 2025).
  • pyecsca – ANSSI oopbron ECC SCA raamwerk.

Verwysings

Tip

Leer en oefen AWS Hacking:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Leer en oefen GCP Hacking: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE) Leer en oefen Azure Hacking: HackTricks Training Azure Red Team Expert (AzRTE)

Ondersteun HackTricks