远场电磁分析攻击：破解AES密码芯片的新方法

"针对AES密码芯片的远场相关性电磁分析攻击 (2009年)"是一篇关于密码安全和电磁分析技术的科学研究论文，主要探讨了如何在远距离下对微控制器中的高级加密标准（AES）实施攻击。该研究由张鹏、邓高明、陈开颜和赵强在2009年的《华中科技大学学报(自然科学版)》第37卷第8期发表。 在传统的电磁分析攻击（EMA）中，攻击者通常需要靠近目标设备以捕获近场电磁辐射信号，这限制了攻击的可能性。该论文提出了一个新的远场电磁分析方案，旨在克服这一距离局限性。研究人员使用小型宽带电磁信号接收机来收集远场的电磁辐射信号，这些信号是由微控制器在执行AES加密操作时产生的。通过分析这些信号，他们能够揭示加密过程中的关键信息。 论文特别指出，当接收机的频率调整到微控制器晶振频率的13倍频时，可以捕获到最强的相关性电磁信号。在距离微控制器0.5米的地方，他们观察到了相关系数达到0.221的信号，这是一个显著的关联性，表明即使在远场条件下，也能探测到与AES运算相关的电磁活动。 然而，远场信号通常具有较低的信噪比，这给数据分析带来了挑战。为了解决这个问题，研究团队采用了改进的最小样本量估计方法。通过收集8047个电磁轨迹样本，他们成功地从噪声中提取出有用信息，最终得以恢复AES的秘密密钥。这种方法对于提高在噪声环境中分析电磁信号的精度具有重要意义。 这篇论文贡献了一种创新的远场电磁分析技术，对于理解并防御基于微控制器的AES加密系统的电磁泄漏提供了新的视角。同时，它也强调了在设计和实现加密硬件时需要考虑的电磁安全性问题，这对于密码学和信息安全领域具有深远的影响。