Side-Channel Analysis (SCA) requires the detection of the specific time frame Cryptographic Operations (COs) takeplace in the side-channel signal. In laboratory conditions with full control over the Device under Test (DuT), dedicated trigger signals can be implemented to indicate the start and end of COs. For real-world scenarios, waveform-matching techniques have been established which compare the side-channel signal with a template of the CO's pattern in real time to detect the CO in the side channel. State-of-the-art approaches are implemented on Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs). However, current waveform-matching designs are processing the samples from Analog-to-Digital Converters (ADCs) sequentially and can only work with low sampling rates due to the limited clock speed of FPGAs. This makes it increasingly difficult to apply existing techniques on modern DuTs that are operating with clock speeds in the GHz range. In this paper, we present a parallel waveform-matching architecture that is capable of performing waveform matching at the speed of fast ADCs. We implement the proposed architecture in a high-end FPGA-based digitizer and apply it to detect AES COs from the side channel of a single-board computer operating at 1 GHz. Our implementation allows for waveform matching at 10 GS/s with high accuracy, thus offering a speedup of 50x compared to the fastest state-of-the-art implementation known to us.


翻译:侧声道分析(SCA) 要求检测侧声道信号中具体的时间框架加密操作(COs) 。在对测试中的设备具有完全控制的实验室条件下,可以按顺序执行专用触发信号以显示CO的开始和结束。对于现实世界的情景,已经建立了波形匹配技术,将侧声道信号与CO的模式模板进行实时比较,以便在侧声道中检测CO的模板。在现场可配置门阵列(FPGAs)上采用了最先进的方法。然而,目前的波形匹配设计正在处理来自Analog至Digital 转换器(ADCs)的样本,以便显示CO的开始和结束。由于FPGA的速度有限,因此只能以较低的采样率工作。这使得越来越难以将现有技术应用于现代的DUT,在GHz范围内以时钟速度运行。在这个文件中,我们展示了一个平行的波形配制结构,能够将我们波形的波状与FA-DA速度进行对比,从而将ADC的运行速度与10号机的同步。我们提出的A-ESDR的运行速度与A-CSDR的快速进行。

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