數學名著譯叢：能量分析攻擊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Stefan，Mangard，Elisabeth，Oswald，Thomas ... 著，馮登國，周永彬，劉繼業 等 譯

圖書標籤:

• 數學
• 能量分析
• 側信道攻擊
• 密碼學
• 信息安全
• 漏洞分析
• 硬件安全
• 密碼分析
• 嵌入式係統
• 安全工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030281357

版次：1

商品編碼：11933857

包裝：平裝

叢書名： 數學名著譯叢

開本：16開

齣版時間：2010-08-01

用紙：膠版紙

頁數：278

字數：250000

正文語種：中文

內容簡介

　　能量分析攻擊旨在通過分析密碼設備的能量消耗這一物理特性來恢復設備內部的秘密信息。這種基於實現特性的密碼分析對廣泛應用的各類密碼模塊的實際安全性造成瞭嚴重威脅。
　　《數學名著譯叢：能量分析攻擊》是關於能量分析攻擊的綜閤性專*，係統闡述瞭能量分析攻擊的基本原理、技術方法以及防禦對策的設計與分析。
　　《數學名著譯叢：能量分析攻擊》可以作為密碼學、電子工程、信息安全等專業的教材，也可以供相關專業人員參考。

內頁插圖

目錄

譯者序
序
前言
符號說明
術語

第1章 引言
1．1 密碼學與密碼設備
1．2 密碼設備攻擊
1．3 能量分析攻擊
1．4 能量分析攻擊防禦對策
1．5 小結

第2章 密碼設備
2．1 組成部件
2．2 設計與實現
2．2．1 設計步驟
2．2．2 半定製化設計
2．3 邏輯元件
2．3．1 邏輯元件類型
2．3．2 互補型CMOS
2．4 小結

第3章 能量消耗
3．1 CMOS電路的能量消耗
3．1．1 靜態能量消耗
3．1．2 動態能量消耗
3．1．3 毛刺
3．2 適用於設計者的能量仿真與能量模型
3．2．1 模擬級
3．2．2 邏輯級
3．2．3 行為級
3．2．4 比較
3．3 適用於攻擊者的能量仿真與能量模型
3．3．1 漢明距離模型
3．3．2 漢明重量模型
3．3．3 其他能量模型
3．3．4 比較
3．4 能量分析攻擊測量配置
3．4．1 典型測量配置
3．4．2 能量測量電路與電磁探針
3．4．3 數字采樣示波器
3．4．4 測量配置示例
3．5 測量配置質量標準
3．5．1 電子噪聲
3．5．2 轉換噪聲
3．6 小結

第4章 能量跡的統計特徵
4．1 能量跡的組成
4．2 能量跡單點特徵
4．2．1 電子噪聲
4．2．2 數據依賴性
4．2．3 操作依賴性
4．3 能量跡單點泄漏
4．3．1 信號與噪聲
4．3．2 信噪比
4．4 能量跡多點特徵
4．4．1 相關性
4．4．2 多元高斯模型
4．5 能量跡壓縮
4．5．1 能量跡關聯點
4．5．2 示例
4．6 置信區間與假設檢驗
4．6．1 采樣分布
4．6．2 置信區間
4．6．3 μ的置信區間與假設檢驗
4．6．4 μx-μr的置信區間與假設檢驗
4．6．5 p的置信區間與假設檢驗
……

第5章 簡單能量分析
第6章 差分能量分析
第7章 隱藏技術
第8章 對隱藏技術的攻擊
第9章 掩碼技術
第10章 對掩碼技術的攻擊
第11章 結論

參考文獻
附錄A 差分能量分析
附錄B 高級加密標準
作者索引
主題索引

前言/序言

　　能量分析攻擊是一種能夠從密碼設備中獲取秘密信息的密碼攻擊方法，與其他攻擊方法不同，這種攻擊利用的是密碼設備的能量消耗特徵，而非密碼算法的數學特性。能量分析攻擊是一種非入侵式攻擊，攻擊者可以方便地購買實施攻擊所需要的設備，所以這種攻擊對智能卡之類的密碼設備的安全性造成瞭嚴重威脅。
　　智能卡是應用最為廣泛的密碼設備。智能卡公司國際組織Eurosmart宣稱，在近幾年中，具有微處理器的智能卡的市場份額至少翻瞭一番。2003年，全球範圍內發行的智能卡尚不足10億，而到瞭2006年，這個數字將超過20億。在這些智能卡中，大多數主要應用於電信、金融服務、政府服務、企業安全和付費電視等對安全敏感的行業和部門，智能卡是這些應用中最關鍵的部分，所以其安全性至關重要。
　　受研發相應防禦對策需求的驅動，科研人員對能量分析攻擊進行瞭深入細緻的研究。能量分析攻擊已經成為一個極具吸引力的科研領域。這一研究需要具有多方麵的知識，包括密碼學、統計學、測量技術和微電子學，能量分析攻擊吸引瞭上述各個科研領域的科研人員，所以近年來湧現齣瞭大量的相關科研論文。事實上，跟蹤這些齣版物並把握這些文獻要旨之間的關係已非常睏難。此外，目前尚缺乏一本能夠使讀者熟悉各種不同類型的能量分析攻擊及防禦對策的介紹性讀物，本書旨在填補這項空白。
　　本書對能量分析攻擊進行瞭全麵的介紹。首先討論密碼設備、密碼設備設計以及密碼設備的能量消耗，接著簡要介紹統計學和電子工程，旨在闡釋各種不同的能量分析攻擊及防禦對策，本書的預期讀者是任何具有密碼學、安全或微電子背景的科研與工程技術人員。

能量分析攻擊：揭示隱藏在硬件背後的秘密 在信息安全領域，我們常常將目光聚焦於軟件層麵的漏洞、加密算法的破解，或是網絡協議的欺騙。然而，一個不容忽視的攻擊維度，正悄然地從硬件層麵滲透進來，那就是——能量分析攻擊。它如同一雙潛行的眼睛，能夠窺探到電子設備在運行過程中所散發齣的微弱能量波動，並從中提取齣敏感信息，比如加密密鑰、用戶身份憑證，甚至是程序運行的內部狀態。 《數學名著譯叢：能量分析攻擊》這本書，正是一部深入剖析這一前沿安全領域的重要著作。它並非一本簡單的技術手冊，而是一部融閤瞭紮實的數學理論、精妙的信號處理技術以及深刻的安全哲學思想的集大成之作。本書旨在為讀者構建起對能量分析攻擊的全麵認知，從理論基石到實戰應用，從防禦策略到未來展望，層層剝繭，深入淺齣。 第一部分：理論基石——能量泄露的根源與數學模型 本書的開篇，將帶領讀者迴到能量分析攻擊的理論源頭。為什麼電子設備在執行計算任務時會産生可觀測的能量波動？這是因為，電子元件在執行不同的邏輯操作（如0到1的翻轉，或加法、乘位等運算）時，其功耗會呈現齣細微的差異。這些差異，雖然微乎其微，卻如同泄露的“手指印”，蘊含著設備內部活動的信息。 書中將詳細闡述CMOS電路的功耗模型，解釋為什麼AND、XOR等基本邏輯門在執行不同輸入時會消耗不同的能量。它會引入諸如“功耗模型”、“信號鏈”等關鍵概念，幫助讀者理解能量波動是如何從芯片內部一路傳遞，直至外部可測量的信號。 更重要的是，本書將深入探討支撐能量分析的數學框架。它會詳細介紹傅裏葉變換、小波分析、濾波器設計等信號處理的經典理論，以及如何運用這些工具來從嘈雜的測量數據中提取齣有用的信息。讀者將學習到如何構建數學模型來預測或解釋能量泄露的模式，以及如何利用統計學和概率論來量化攻擊的成功率和所需的數據量。 例如，書中可能會闡述“差分能量分析”（Differential Power Analysis, DPA）背後的數學原理。DPA通過測量大量加密操作的功耗軌跡，並根據明文或密文的特定比特值將這些軌跡分組，然後計算每組的平均功耗。如果某個密鑰比特值是正確的，那麼由該比特值驅動的功耗差異將會在平均值中顯現齣來，從而被檢測到。本書將細緻地講解這種基於統計學差異的檢測方法，以及它所依賴的概率分布和假設檢驗。 此外，書中還將觸及更高級的數學概念，例如信息論在能量分析中的應用，如熵、互信息等，用以量化能量泄露所包含的信息量。它還會探討貝葉斯推理等統計推斷方法，如何在不確定和噪聲的環境下，逐步更新對未知參數（如密鑰）的估計。 第二部分：實戰技術——從測量到密鑰提取 在構建起堅實的理論基礎後，本書將帶領讀者進入能量分析的實踐環節。這一部分將詳細介紹各種能量分析攻擊的技術細節，從硬件平颱的搭建到實際的數據采集與分析。 讀者將瞭解到，進行能量分析攻擊通常需要具備以下幾個關鍵要素： 目標設備： 攻擊的目標通常是內置瞭加密模塊的嵌入式係統，如智能卡、微控製器、FPGA等。 測量設備： 高精度示波器、電流探頭、放大器等是必不可少的硬件工具，用於捕捉設備運行時的微弱功耗信號。 攻擊軟件： 用於控製測量過程、采集數據、執行數據分析算法的軟件工具。 本書將逐一介紹不同類型的能量分析攻擊： 簡單能量分析（Simple Power Analysis, SPA）： 專注於識彆和分析單個或少數幾個功耗軌跡中的模式，通常適用於對算法結構有一定瞭解的情況，例如通過觀察乘法運算的功耗特徵來推斷密鑰。 差分能量分析（Differential Power Analysis, DPA）： 這是最常用也是最強大的能量分析技術之一，如前所述，它利用大量的功耗軌跡進行統計分析，以區分不同密鑰假設下的功耗差異。 相關功耗分析（Correlation Power Analysis, CPA）： 另一種重要的統計分析方法，它通過計算測量到的功耗信號與理論模型預測的功耗信號之間的相關性來推斷密鑰。 亞綫性功耗分析（Sub-linear Power Analysis）： 探討如何利用更少的數據量來實現攻擊，這在實際應用中尤為重要，因為獲取大量高質量的功耗數據可能非常睏難。 故障注入與能量分析的結閤： 某些情況下，能量分析攻擊可以與故障注入技術結閤，例如通過乾擾電源供應産生錯誤的計算，觀察由此産生的功耗變化，來輔助密鑰提取。 本書將詳細講解這些攻擊方法的具體步驟、所需的計算資源以及它們各自的優缺點。它會通過大量的案例研究和仿真實驗，讓讀者清晰地理解每種攻擊是如何一步步揭示齣目標設備的秘密的。例如，在解析DPA攻擊時，書中可能會演示如何針對AES加密算法，如何選擇閤適的“中間比特”（intermediate value）作為攻擊的切入點，如何進行數據分組，以及如何使用統計檢驗來判斷哪個密鑰假設是正確的。 第三部分：防禦策略——構建堅不可摧的硬件安全屏障 認識到能量分析攻擊的強大威力，本書的第三部分將聚焦於如何有效地防禦這類攻擊。這不是一個簡單的“一勞永逸”的問題，而是一個需要係統性思考和多層次防護的挑戰。 書中將介紹多種防禦策略，這些策略可以分為幾個主要方嚮： 硬件層麵的設計優化： 功耗均衡（Power Balancing）： 采用特定的硬件設計技術，使得不同操作的功耗差異盡可能減小，例如使用“僞隨機”的邏輯操作來掩蓋真實的操作，或者使用“閃爍”技術使得晶體管的開關行為更難預測。 噪聲注入： 在信號鏈中引入額外的、難以預測的噪聲，使得攻擊者難以分辨真實信號與噪聲的界限。 增加測量難度： 設計具有物理防護措施的芯片封裝，增加探頭接入的難度，或通過對芯片進行特殊處理，使其對外部測量不敏感。 軟件層麵的對抗措施： 掩碼技術（Masking）： 將敏感數據（如密鑰）進行“掩碼”處理，使其在計算過程中以多個隨機分量錶示，從而使得任何單個分量的功耗波動都無法直接暴露敏感信息。 隨機化（Randomization）： 在執行加密算法時引入隨機化元素，使得每次執行的功耗軌跡都不同，增加瞭統計分析的難度。例如，隨機化執行順序、隨機化中間變量。 冗餘計算（Redundant Computation）： 執行多次相同的計算，並對結果進行比較，增加攻擊的復雜度。 係統層麵的安全加固： 安全芯片設計（Secure Chip Design）： 采用專門設計的安全芯片，其內部電路已經考慮瞭抗能量分析的特性。 物理入侵檢測： 在設備中集成傳感器，用於檢測非法物理接觸或測量行為，並在檢測到異常時采取措施（如擦除密鑰）。 本書將詳細分析每種防禦策略的原理，它們適用的場景，以及它們的局限性。它會通過對比分析，揭示齣哪種防禦策略在特定攻擊場景下更為有效，並強調“安全深度”（Security in Depth）的概念，即結閤多種防禦手段，形成多層次的安全屏障。 第四部分：前沿探索與未來展望 作為一部數學名著的譯叢，本書的最後一部分將超越現有技術，展望能量分析攻擊領域的未來發展趨勢和未解決的挑戰。 讀者將瞭解到： 更高級的能量分析技術： 例如，針對機器學習模型（如神經網絡）的能量分析攻擊，以及如何利用人工智能技術來自動化能量分析的過程。 多模態攻擊： 結閤能量分析與電磁分析、聲學分析、時序分析等其他側信道攻擊技術，以應對更復雜的安全環境。 物聯網（IoT）時代的挑戰： 隨著物聯網設備的普及，其計算能力有限，安全性常常被忽視，能量分析攻擊可能成為針對這些設備的潛在威脅。 標準化與法規： 探討能量分析攻擊相關的安全標準和法規的製定，以及如何將其納入産品安全評估流程。 數學研究的新方嚮： 能量分析攻擊的發展將繼續推動相關數學領域的研究，例如在噪聲環境下信號恢復、高維數據分析、復雜係統建模等方麵。 本書將鼓勵讀者思考，在日益復雜的數字世界中，硬件安全的重要性將愈發凸顯。能量分析攻擊並非一個孤立的技術問題，而是深刻地觸及瞭信息安全的本質——如何保護信息不被泄露，無論攻擊者采用何種手段。 結語 《數學名著譯叢：能量分析攻擊》是一部極具價值的著作，它不僅能夠幫助研究人員、工程師和安全專傢深入理解能量分析攻擊的原理和技術，更能為他們提供有效的防禦思路和實踐指導。通過閱讀此書，讀者將能夠： 深刻理解側信道攻擊的運作機製， 認識到硬件安全性並非可有可無的附加項，而是現代信息安全體係不可或缺的關鍵一環。 掌握分析和量化能量泄露的方法， 能夠基於數學和統計學原理，評估硬件設計的安全性。 熟悉各種能量分析攻擊和防禦技術， 能夠為自己的産品和係統設計更 robust 的安全措施。 洞察該領域的最新發展和未來趨勢， 從而在技術革新中保持領先地位。 本書的齣版，無疑將為推動我國在硬件安全領域的理論研究和實踐應用，注入新的活力。它是一扇通往隱藏在電子設備深處安全挑戰的大門，等待著有誌者去探索和徵服。

評分☆☆☆☆☆

這本書名《數學名著譯叢：能量分析攻擊》瞬間吸引瞭我，它傳遞齣一種深刻而專業的知識感。我一直認為，數學的魅力不僅僅在於其嚴謹的邏輯和優美的公式，更在於它能夠滲透到我們生活的方方麵麵，解決看似復雜的問題。《能量分析攻擊》這個主題，讓我聯想到的是對某種係統進行深入剖析，從而發現其“能量”流動中的薄弱環節，並可能以此為切入點進行“攻擊”——當然，這裏的“攻擊”更多的是一種技術上的挑戰和對係統安全性的驗證。這讓我對書中可能涉及的領域産生瞭極大的興趣，我猜測它可能與網絡安全、密碼學、甚至是一些能源消耗優化方麵有緊密的聯係。這種將理論知識應用於實踐，並針對潛在風險進行研究的圖書，往往能夠極大地拓寬讀者的視野。我期待這本書能夠用清晰易懂的語言，將復雜的數學概念和攻擊原理娓娓道來，讓我能夠領略到數學在維護係統安全和優化資源利用方麵的智慧光芒。

評分☆☆☆☆☆

我對《數學名著譯叢：能量分析攻擊》這本書的標題感到格外好奇。首先，“數學名著譯叢”本身就代錶著這是一部經過精心挑選、具有深遠影響力的數學著作，而“能量分析攻擊”則是一個頗具挑戰性和前沿性的主題。這個組閤讓我聯想到的是，在信息安全領域，是否存在一種通過分析係統在運行過程中所消耗的能量（例如電力消耗的微小波動）來推斷其內部操作，進而進行信息竊取或破解的攻擊方式。如果真是如此，那麼這本書無疑是在揭示一種高深莫測的數學攻擊手段。我迫切地想知道，作者是如何利用數學工具來量化和分析能量的，以及這些分析結果是如何被轉化為實際的“攻擊”策略的。這本書很可能涉及代數、微積分、概率論等基礎數學知識，並在此基礎上發展齣更復雜的模型和算法。我期待它能提供一些令人驚嘆的見解，讓我能夠一窺現代數學在信息安全領域所扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

讀到《數學名著譯叢：能量分析攻擊》這個書名，我的第一反應是：這絕對是一本需要靜下心來，慢慢品味的“硬菜”。“能量分析”聽起來就涉及對係統運行過程中能量消耗、轉化、以及潛在損耗的細緻研究，而“攻擊”則暗示著一種對這種能量分析結果的運用，可能是在尋找係統的漏洞，或者是在進行某種形式的對抗。我設想，這本書很可能在探討如何通過深入理解係統在運作過程中對能量的利用和管理，來發現其內在的脆弱點。這也許與計算機科學中的一些功耗分析攻擊（Power Analysis Attacks）有關，也可能觸及到更廣泛的物理或工程領域的安全問題。我非常好奇作者將如何將數學的嚴謹性與這種“攻擊”的實際應用結閤起來，是否會引入一些我尚未接觸過的數學模型和分析方法。我希望這本書能夠提供清晰的思路，讓我能夠理解其背後的數學邏輯，並且能夠啓發我從全新的角度審視我們周圍的各種係統。

評分☆☆☆☆☆

《數學名著譯叢：能量分析攻擊》這個書名，讓我立刻感受到一種智識上的吸引力。作為一名對數學在現實世界中應用充滿興趣的讀者，我對這種將抽象數學理論與實際的“攻擊”概念相結閤的書籍總是抱有極高的期待。“能量分析”本身就涵蓋瞭對係統運作過程中能量流動、轉化、以及效率的深入研究，而“攻擊”則暗示著對這種能量分析結果的巧妙運用，可能是在尋找係統的薄弱環節，或者是在探索信息泄露的可能性。我猜想，這本書很可能是在討論某種利用物理側信道（side-channel）的攻擊技術，例如，通過測量芯片在執行加密算法時消耗的微小功耗變化，來推斷齣密鑰等敏感信息。這種對數學理論在安全攻防領域應用的探索，無疑是非常引人入勝的。我期待書中能夠詳細闡述相關的數學模型、統計方法以及算法，並且能夠用清晰的語言解釋其背後的邏輯，讓我能夠更深入地理解這種“能量分析攻擊”的原理和威力。

評分☆☆☆☆☆

這本書名聽起來就充滿瞭“硬核”的氣息，簡直是為那些真正對數學的深度和應用有著強烈好奇心的讀者量身定做的。我個人對這種將抽象數學概念與現實世界問題巧妙結閤的書籍一直情有獨鍾。想象一下，那些經過無數數學傢智慧沉澱下來的理論，如何能夠被轉化為解決實際難題的利器，光是這一點就足以讓我迫不及待地想要翻開它。雖然我對“能量分析攻擊”這個具體概念還不是非常瞭解，但“能量分析”本身就暗示著一種對係統運行狀態、資源消耗等方麵進行深入探究的可能性，而“攻擊”則通常意味著發現係統弱點、進行優化或者防禦。這種結閤，很可能是在探討某種信息安全、計算效率或者甚至是一些物理係統中的潛在風險與應對策略。我希望這本書能提供一種全新的視角，讓我能夠理解數學工具在這些領域的強大力量，並且能夠啓發我思考更多類似的跨學科應用。我猜想，書中很可能會涉及一些比較前沿的數學理論，比如數論、信息論、圖論，甚至可能還有一些概率統計的深層應用，當然，這一切都隻是我的初步推測，真正的驚喜還在書頁之中等待我。

評分☆☆☆☆☆

非常好，正版

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書很好

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還不錯

評分☆☆☆☆☆

好評，一如既往在京東買書，很感謝京東

評分☆☆☆☆☆

還不錯

評分☆☆☆☆☆

書皮沒封裝好，書皮比書本小，不滿意~

評分☆☆☆☆☆

非常好，正版

評分☆☆☆☆☆

好評，一如既往在京東買書，很感謝京東

評分☆☆☆☆☆

買來看看，應該不錯。