非侵入式攻击详解

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面向智能用电的非侵入式居民负荷监测关键技术研究

面向智能用电的非侵入式居民负荷监测关键技术研究

面向智能用电的非侵入式居民负荷监测关键技术研究一、概述随着智能电网建设的不断推进,智能用电已成为现代电力系统发展的重要方向。

智能用电旨在通过先进的信息通信技术和数据分析方法,实现对电力系统的高效、安全、经济运行。

居民负荷监测作为智能用电的重要组成部分,对于提升电力服务质量、优化能源配置以及实现节能减排具有重要意义。

传统的居民负荷监测方法往往采用侵入式方式,需要在用户家中安装专门的监测设备,这不仅增加了用户的经济负担,还可能影响用户的正常生活。

研究非侵入式居民负荷监测技术具有重要的现实意义和应用价值。

非侵入式居民负荷监测技术是指在不改变用户用电设备和环境的前提下,通过对电力线路上的电压、电流等电气量进行采集和分析,实现对用户负荷的实时监测和识别。

该技术具有安装简便、成本低廉、用户隐私保护好等优点,因此受到了广泛关注和研究。

本文将从非侵入式负荷监测的基本原理出发,介绍相关算法和技术,并重点研究负荷特征提取、负荷识别算法优化以及数据处理与安全性等方面的关键技术。

本文还将通过实验验证所提技术的有效性和实用性,为智能用电领域的发展提供有力的技术支撑。

1. 智能用电与负荷监测的重要性随着科技的飞速发展和智能化时代的到来,智能用电已经成为现代社会电力供应和管理的必然趋势。

智能用电不仅能够实现电力资源的优化配置和高效利用,还能提升用户的用电体验,促进节能减排和可持续发展。

而负荷监测作为智能用电的重要组成部分,对于电力系统的稳定运行、电力市场的精细化管理以及用户用电行为的深入分析具有重大意义。

智能用电和负荷监测对于电力系统的稳定运行至关重要。

通过对负荷的实时监测和数据分析,可以及时发现电力系统中的异常情况,如过载、短路等,从而采取相应的措施进行预防和处理,避免事故的发生,确保电力系统的安全可靠运行。

智能用电和负荷监测有助于实现电力市场的精细化管理。

通过对用户用电行为的深入分析,可以了解用户的用电需求和习惯,为电力市场的精细化运营提供数据支持。

《基于域适应的非侵入式负荷识别方法研究》范文

《基于域适应的非侵入式负荷识别方法研究》范文

《基于域适应的非侵入式负荷识别方法研究》篇一一、引言非侵入式负荷监测(NILM)技术已成为智能家居、能源管理以及智能电网等领域的热门研究课题。

它通过对非侵入方式收集的电力负荷数据进行解析和辨识,实现对家庭或工业领域中各种电器的能耗监控。

然而,现有的非侵入式负荷识别方法面临着诸多挑战,如不同环境下的数据分布差异、设备类型和用电模式的多样性等。

为了解决这些问题,本文提出了一种基于域适应的非侵入式负荷识别方法,旨在提高识别准确性和适应性。

二、研究背景及现状近年来,随着智能家居的普及和能源管理的需求,非侵入式负荷监测技术得到了广泛关注。

目前,该领域的研究主要集中在特征提取、机器学习算法优化等方面。

然而,由于不同环境下的数据分布差异、设备类型和用电模式的多样性,传统的非侵入式负荷识别方法往往难以取得理想的识别效果。

为了解决这些问题,研究者们开始尝试引入域适应技术,以提高非侵入式负荷识别的准确性和适应性。

三、基于域适应的非侵入式负荷识别方法本文提出的基于域适应的非侵入式负荷识别方法主要包括以下步骤:1. 数据预处理:对收集到的电力负荷数据进行预处理,包括去噪、归一化等操作,以便后续的特征提取和模型训练。

2. 特征提取:利用电力负荷数据的时域、频域等特性,提取出具有代表性的特征,如波形、功率、电压等。

3. 域适应技术:采用域适应技术对不同环境下的数据进行适配,以减小数据分布差异对识别准确性的影响。

具体而言,通过将源域和目标域的数据进行映射,使得映射后的数据在特征空间中的分布更加接近,从而提高识别准确性。

4. 模型训练与优化:利用提取出的特征训练分类器或回归模型,并对模型进行优化,以提高识别准确性和适应性。

5. 负荷识别:利用训练好的模型对未知电力负荷数据进行识别和分类。

四、实验与分析为了验证本文提出的基于域适应的非侵入式负荷识别方法的有效性,我们进行了大量的实验和分析。

实验结果表明,该方法在不同环境下的数据集上均取得了较高的识别准确率,具有较好的适应性和泛化能力。

计算机网络安全教程复习资料

计算机网络安全教程复习资料

PDRR保障体系:①保护(protect)采用可能采取的手段保障信息的保密性、完整性、可控性和不可控性。

②检测(Detect)提供工具检查系统可能存在的黑客攻击、白领犯罪和病毒泛滥等脆弱性。

③反应(React)对危及安全的时间、行为、过程及时作出响应处理,杜绝危险的进一步蔓延扩大,力求系统尚能提供正常服务。

④恢复(Restore)一旦系统遭到破坏,尽快恢复系统功能,尽早提供正常的服务。

网络安全概述:1、网络安全的攻防体系:从系统安全的角度分为—攻击和防御(1)攻击技术①网络监听:自己不主动去攻击被人,而是在计算机上设置一个程序去监听目标计算机与其他计算机通信的数据。

②网络扫描:利用程序去扫描目标计算机开放的端口等,目的是发现漏洞,为入侵该计算机做准备。

③网络入侵:当探测发现对方存在漏洞后,入侵到目标计算机获取信息。

④网络后门:成功入侵目标计算机后,为了实现对“战利品”的长期控制,在目标计算机中种植木马等后门。

⑤网络隐身:入侵完毕退出目标计算机后,将自己入侵的痕迹清除,从而防止被对方管理员发现。

(2)防御技术①安全操作系统和操作系统的安全配置:操作系统是网络安全的关键。

②加密技术:为了防止被监听和数据被盗取,将所有的数据进行加密。

③防火墙技术:利用防火墙,对传输的数据进行限制,从而防止被入侵。

④入侵检测:如果网络防线最终被攻破,需要及时发出呗入侵的警报。

⑤网络安全协议:保证传输的数据不被截获和监听。

2、网络安全的层次体系从层次体系上,网络安全分为:物理安全,逻辑安全,操作安全和联网安全。

1)物理安全:5个方面:防盗、防火、防静电、防雷击和防电磁泄漏。

2)逻辑安全:计算机的逻辑安全需要用口令、文件许可等方法实现。

3)操作系统安全:操作系统是计算机中最基本、最重要的软件,操作系统不允许一个用户修改另一个账户产生的数据。

(4)联网安全:访问控制服务:用来保护计算机和联网资源不被非授权使用。

通信安全服务:用来认证数据机要性和完整性,以及个通信的可依赖性。

信息安全威胁及防范策略

信息安全威胁及防范策略

题目:列举网络上一些存在安全威胁,有可能受到攻击和破坏的现象;并给出解决问题的措施,以及措施的实现原理。

(字数3000字左右)网络环境下的安全威胁及解决之道说道互联网的安全威胁,我们先要知道安全威胁分为哪几个大类,一般可分为以下几类:(1) 信息泄露:信息被泄露或透露给某个非授权的实体。

(2) 破坏信息的完整性:数据被非授权地进行增删、修改或破坏而受到损失。

(3) 拒绝服务:对信息或其他资源的合法访问被无条件地阻止。

(4)非授权访问:某一资源被某个非授权的人,或以非授权的方式使用。

(5) 窃听:用各种可能的合法或非法的手段窃取系统中的信息资源和敏感信息。

例如对通信线路中传输的信号搭线监听,或者利用通信设备在工作过程中产生的电磁泄露截取有用信息等。

(6) 业务流分析:通过对系统进行长期监听,利用统计分析方法对诸如通信频度、通信的信息流向、通信总量的变化等参数进行研究,从中发现有价值的信息和规律。

(7) 假冒:通过欺骗通信系统(或用户)达到非法用户冒充成为合法用户,或者特权小的用户冒充成为特权大的用户的目的。

黑客大多是采用假冒攻击。

(8) 旁路控制:攻击者利用系统的安全缺陷或安全性上的脆弱之处获得非授权的权利或特权。

例如,攻击者通过各种攻击手段发现原本应保密,但是却又暴露出来的一些系统“特性”,利用这些“特性”,攻击者可以绕过防线守卫者侵入系统的内部。

(9) 授权侵犯:被授权以某一目的使用某一系统或资源的某个人,却将此权限用于其他非授权的目的,也称作“内部攻击”。

(10)特洛伊木马:软件中含有一个觉察不出的有害的程序段,当它被执行时,会破坏用户的安全。

这种应用程序称为特洛伊木马(Trojan Horse)。

(11)陷阱门:在某个系统或某个部件中设置的“机关”,使得在特定的数据输入时,允许违反安全策略。

(12)抵赖:这是一种来自用户的攻击,比如:否认自己曾经发布过的某条消息、伪造一份对方来信等。

(13)重放:出于非法目的,将所截获的某次合法的通信数据进行拷贝,而重新发送。

网安第十讲-网络攻击与入侵概论.

网安第十讲-网络攻击与入侵概论.

攻击过程
确 定 攻 击 目 的
准 备 供 给 工 具
收 集 目 标 信 息
隐藏 自己 位置
利 用 各 种 手 段 登 陆 对 方 主 机
检 查 漏 洞 、 后 门 , 获 取 控 制 权,… ..
消 除 痕 迹 , 植 入 后 门 , 退出
攻击的准备阶 段
攻击的实施阶段
攻击的善后 阶段
网络攻击步骤详解1
• 主动攻击 主动攻击包含攻击者访问他所需信息的故意行为。 比如远程登录到指定机器的端口25找出公司运行的 邮件服务器的信息,攻击者是在主动地做一些不利 于你或你的公司系统的事情。正因为如此,如果要 寻找他们是很容易发现的。主动攻击包括拒绝服务 攻击、信息篡改、资源使用、欺骗等攻击方法。 • 被动攻击 被动攻击主要是收集信息而不是进行访问,数据的 合法用户对这种活动一点也不会觉察到。被动攻击 包括嗅探、信息收集等攻击方法。
我的一次入侵实例
首先是确定目标(社会工程学) 信安论坛 关键人物:kevin、la**kin 素描:Kevin——宣称自己是自由版主,掌 管3大块板块,好像很牛的样子 • La**kin——论坛管理员,可直接进入后台 • 目标:拿到webshell • 开始吧…… • • • •
我中招了吗?
• 有时突然死机,然后又重新启动。 • 在无任何操作时,却拼命读写硬盘;无故对 软驱进行搜索,光驱突然弹出。 • 没有运行大程序,而系统的速度越来越慢。 • 用Netstat命令查看计算机网络状况,发现 有非法端口打开,并有人连接用户。 • 关闭所有的上网软件,却发现用户网络连接 灯仍然闪烁。 • Win2000/NT/XP中,新增了额外的管理员帐 号和用户。
• 攻击的准备阶段
1.确定攻击目的 社会工程学攻击 2.准备攻击工具 (1)选择熟悉的工具 (2)优先考虑多种工具的配合使用 (3)选择扫描工具时要慎重 (4)尽量使用自己编写的软件。 3.收集目标信息

一种非侵入式负荷分解方法

一种非侵入式负荷分解方法

一种非侵入式负荷分解方法
非侵入式负荷分解工作是指不进行安装,替换或配置硬件设备的手段来分配IT管理场景下的负载。

它的目的是使系统能够有效地运行业务,并使企业能够更准确地计算财务成本。

非侵入式负载分解可以根据企业的业务实际情况进行有效的负载分解。

它可以从现有系统中挖掘未使用的硬件资源,从而获得更大的收益。

此外,非侵入式负载分解可以显著降低系统维护和管理成本,并减少硬件和软件的使用寿命。

非侵入式负载分解工作的另一个重要优点是避免了系统的重大架构变化。

系统的结构由硬件和软件组成,如果发生架构变化,很可能会引起系统故障,甚至半段故障。

一旦出现故障,将会导致巨大的停机损失,并且恢复系统所需的经营成本颇高。

通过对系统进行负载分解,可以显著提高企业的运行效率,并减少维护成本。

当然,非侵入式负载分解工作有一定的缺点和风险。

最明显的是,它是一种耗时的过程,它可能需要耗费大量的时间,而复杂的硬件和软件设置也可能导致技术支持的困难。

另外,系统中不同的组件之间可能存在缺陷,当发生故障时,可能会导致系统无法正常运行。

总之,非侵入式负载分解可以为企业带来许多优势。

它不仅可以提高企业的系统效率,还可以降低系统维护和管理成本,并减少系统重大架构变化的风险,以实现更高的财务效益。

《基于非侵入式语音质量评估的语音增强研究》范文

《基于非侵入式语音质量评估的语音增强研究》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,语音通信已成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。

然而,由于各种环境噪声、传输损耗和设备失真等因素的影响,接收到的语音质量往往不尽如人意。

因此,语音增强技术的研究显得尤为重要。

本文将重点介绍基于非侵入式语音质量评估的语音增强研究,旨在提高语音通信的清晰度和可理解性。

二、非侵入式语音质量评估非侵入式语音质量评估是一种无需对原始语音信号进行修改或破坏的评估方法。

该方法主要通过分析语音信号的客观参数和主观感知特性,对语音质量进行评估。

常见的非侵入式语音质量评估参数包括频谱平坦度、信噪比、听觉舒适度等。

这些参数可以反映语音信号在传输和接收过程中的质量损失情况。

三、语音增强技术为了改善语音质量,需要采用相应的语音增强技术。

本文将介绍几种常见的语音增强技术,包括去噪、增强、谐波恢复和压缩扩展等。

1. 去噪技术:通过分析噪声特性,从原始语音信号中提取出噪声成分并进行抑制或消除,从而提高语音的清晰度。

2. 增强技术:通过调整语音信号的频谱分布,增强语音中的有用成分,如基音、谐波等,使语音更加清晰可辨。

3. 谐波恢复技术:利用已知的谐波结构信息,对失真的语音信号进行谐波恢复,提高语音的自然度和可听度。

4. 压缩扩展技术:通过动态调整语音信号的幅度范围,使信号在传输过程中更好地适应信道带宽和传输速率,从而减少传输过程中的失真和噪声。

四、基于非侵入式语音质量评估的语音增强研究在基于非侵入式语音质量评估的语音增强研究中,首先通过非侵入式方法对语音质量进行评估,获取反映语音质量的客观参数。

然后,根据这些参数,采用相应的语音增强技术对语音信号进行处理,以提高其质量和清晰度。

在研究过程中,需要关注以下几个方面:1. 参数选择:选择合适的非侵入式语音质量评估参数,以准确反映语音质量的损失情况。

2. 技术选择:根据不同的应用场景和需求,选择合适的语音增强技术。

学校非法侵入预防与处理措施

学校非法侵入预防与处理措施随着科技的快速发展,学校面临着越来越多的非法侵入事件,如信息泄露、网络攻击等。

为了保护学校师生的合法权益,学校需要采取一系列预防与处理措施。

本文将从不同角度展开,介绍学校非法侵入预防与处理措施的具体方法。

一、加强网络安全意识培训网络安全的重要性毋庸置疑,因此,学校应该将网络安全教育纳入学生日常学习的范畴中。

学校可以组织专门的网络安全课程,教授学生如何正确使用互联网、防范网络攻击,并告知学生非法侵入的危害。

同时,学校还应该加强网络安全培训,提高教师和管理人员的网络安全意识,让他们能够及时发现和应对非法侵入事件。

二、建立健全的网络安全管理体系学校应该建立健全的网络安全管理体系,明确责任分工和权限管理。

学校可以配备专门的网络安全管理人员,负责制定并执行相关安全政策,包括密码管理、网络审查等。

此外,学校还应定期进行网络安全故障排查和应急演练,提高应对非法侵入事件的能力。

三、强化设备和系统安全为了防止非法侵入,学校应该加强对网络设备和系统的安全防护。

首先,学校应该定期更新和升级网络设备和系统,及时修补漏洞,确保网络安全。

其次,学校可以安装防火墙、入侵检测系统等安全设备,对网络进行实时监控和防护。

此外,学校还应加强对教师和学生个人设备的管理,禁止使用未经授权的设备接入学校网络。

四、数据加密与备份为了防止非法侵入导致数据泄露或丢失,学校应该对重要数据进行加密,确保数据的安全性。

同时,学校还应该建立定期备份机制,将重要数据备份到独立的存储设备上,以防止数据丢失。

五、加强身份认证和访问控制为了预防非法侵入,学校应该采取身份认证和访问控制机制,限制非授权人员的访问权限。

学校可以采用密码、指纹、刷卡等方式进行身份认证,确保只有合法的用户才能访问系统和网络。

六、网络监控与报警机制学校应该建立网络实时监控和报警机制,及时发现非法侵入行为并采取相应措施。

监控系统可以对网络流量、登录行为等进行监测,一旦发现异常情况,及时报警并进行处理。

非侵入式脑机接口技术的发展与应用

非侵入式脑机接口技术的发展与应用引言非侵入式脑机接口(Non-invasive Brain-Computer Interface,简称NIBCI)技术是一种能够实现人脑与外部设备之间无线连接的新兴领域。

通过传感器捕获脑活动信号,经过计算和处理后,将人脑的意识转化为可操作仪器的指令。

随着大数据、机器学习等技术的逐渐发展,NIBCI技术在医疗、健康监测、人机交互等多个领域展现了广阔的应用前景。

1. NIBCI技术的基本原理非侵入式脑机接口技术通过传感器捕获大脑电活动(脑电图)信号,并通过信号处理和分析,提取出脑电信号同特定行动或指令之间的关联性。

常用的脑电信号捕获技术包括电极阵列、功能性磁共振成像(fMRI)等。

利用这些脑电信号,可以实现人机交互、意念控制等各种功能。

2. NIBCI技术的发展历程NIBCI技术的发展可以追溯到20世纪50年代,当时科学家通过将电极直接植入脑部实现了对大脑信号的获取。

然而,这种侵入性操作对人体有一定的风险,并具有一定的局限性。

直到20世纪80年代,随着计算机和传感器技术的快速发展,非侵入式脑机接口技术开始取得突破性进展。

现今,NIBCI技术已经从基础研究发展为一个具有广泛应用前景的领域。

3. NIBCI技术在医疗领域的应用3.1 脑机接口辅助治疗NIBCI技术可以为脊髓损伤、中风等导致运动功能丧失的患者提供辅助治疗。

通过脑电信号捕获和分析,NIBCI系统可以将患者的意念指令转化为外部设备的运动控制,帮助患者恢复或改善运动功能。

3.2 脑电神经反馈治疗NIBCI技术还可以用于脑电神经反馈治疗,即通过脑电信号的反馈,让患者学习控制自己的脑电活动,从而改善一些神经偏离或精神疾病,如焦虑、注意力缺陷症等。

4. NIBCI技术在健康监测领域的应用4.1 健康状况监测NIBCI技术可以实时监测脑电信号,通过分析大脑电活动的变化来评估一个人的注意力水平、疲劳程度、情绪状态等信息,为个人的健康管理提供有价值参考。

计算机网络安全概述

计算机网络安全概述计算机网络安全是指对计算机网络中的信息和资源进行保护的一系列措施和技术。

随着互联网的发展,计算机网络安全问题日益突出,网络安全的重要性不言而喻。

本文将概述计算机网络安全的基本概念、主要威胁和常见的安全措施。

一、基本概念计算机网络安全是一种综合性的安全概念,它涵盖了信息安全、系统安全和网络安全。

信息安全是保护计算机网络中的信息免受非授权访问、使用、披露、修改和破坏的技术和措施。

系统安全是确保计算机网络系统正常运行且不受恶意攻击的一系列保障措施。

网络安全是保护计算机网络的硬件、软件、数据和传输通道,防止非法侵入、未经授权的使用和其他安全威胁的技术和方法。

二、主要威胁计算机网络安全面临着各种各样的威胁,包括:1. 黑客攻击:黑客通过利用系统漏洞或网络安全漏洞来获取非法访问计算机网络系统的权限。

他们可能通过入侵系统进行恶意操作,对系统进行破坏或获取敏感数据。

2. 病毒和恶意软件:病毒和恶意软件是一种能够自我复制并对计算机系统造成破坏或盗取数据的恶意程序。

它们可以通过电子邮件、文件共享和下载等方式传播,给计算机网络带来巨大的安全风险。

3. 拒绝服务攻击:拒绝服务攻击是一种攻击方式,攻击者通过向目标计算机发送大量请求,使其超负荷运行,导致正常用户无法访问和使用计算机网络系统。

4. 数据篡改和窃听:攻击者可能截获传输的数据,并对其进行修改、删除或篡改,或者进行数据窃听,以获取敏感信息。

这些行为对计算机网络的安全性和机密性造成严重威胁。

三、安全措施为了确保计算机网络的安全性,需要采取一系列的安全措施,包括:1. 防火墙:防火墙是计算机网络中的一道安全屏障,它可以监控和控制网络流量,阻止未经授权的访问和恶意行为。

防火墙可以对流入和流出的数据进行过滤,并根据事先设定的规则进行处理。

2. 加密技术:加密技术是一种将数据转化为密文的技术,在数据传输过程中,只有合法的接收方才能够解密并还原成原始的明文。

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非侵入式攻击详解非侵入式攻击不需要对元器件进行初始化。

攻击时可以把元器件放在测试电路中分析,也可单独连接元器件。

一旦成功,这种攻击很容易普及,并且重新进行攻击不需要很大的开销。

另外,使用这种攻击不会留下痕迹。

因此,这被认为是对任意元器件的硬件安全最大的威胁。

同时,通常需要很多时间和精力来寻找对特定元器件的非侵入式攻击方法。

这通常对元器件进行反向工程,包括反汇编软件和理解硬件版图。

非侵入式攻击可以是被动的或主动的。

被动攻击,也叫侧面攻击,不会对被攻击元器件发生作用,但通常是观察它的信号和电磁辐射。

如功耗分析和时钟攻击。

主动攻击,如穷举攻击和噪声攻击,特点是将信号加到元器件上,包括电源线。

一个简单的非侵入式攻击可以是复制一个上电配置的基于SRAM的FPGA。

接上配置芯片用的JATG接口,用示波器或逻辑分析仪,捕捉所有信号。

然后可以通过分析波形并回复独有的命令。

只使用到一半的FPGA资源时,可以轻微改变数据流来伪装盗版的事实。

配置时留下一点空间而不影响元器件的运行。

JTAG接口在发送信号时序时也有一些自由,故盗版的波形可以设置成看上去与原始信号不一样的。

另外,破解者可以在上传时交换行地址,给人的印象是完全不同的设计。

另一个例子是当破解者投资很多钱来对付费电视访问卡进行反向工程,然后从卡里反汇编内部代码,知道在签名和操作时发生的一切。

很有可能找到弱点,如在恰当的时候加上电源噪声导致处理器发生故障,来获得无限制的访问收视频道。

一旦或得成功,就可以以极具竞争力的价格提供收视服务,或销售伪造的卡。

很明显,这样的攻击需要很大的投资。

一旦盗版的产品已投放市场,也有可能被别人攻击。

别人的攻击就不需要花很多时间,因为盗版的常用廉价的微控制器,安全保护等级不如付费电视卡。

盗版的产品几乎在数周内就会被破解,第二个破解者将向市场倾销盗版的复制品。

很快,在互联网上就有如何制造盗版的资料,以至于任何人都能极低的成本制造盗版的产品。

故付费电视的服务提供商就损失数百万。

有时,最早的破解者会被起诉,但服务提供商很难拿回钱,这些行动的唯一效果就是用处罚来威胁黑客团体。

另外,服务提供商不得不花一大笔钱来重新设计访问控制系统,选择新的智能卡并开发软件,然后分发给智能卡的用户。

1.含糊与安全半导体制造商给大客户提供了增强产品防破解能力的措施:包装上的客户印字代替了标准的芯片型号。

这给人的印象是产品是由定制的集成电路设计的。

众所周知,ASIC提供了很好地保护措施来防止多种攻击,只有极少数经验丰富且装备精良的破解者才有可能成功破解。

这会使很多潜在的破解者望而却步。

但一个信心坚定的破解者会尝试用简单的方法确定芯片是不是真的ASIC。

最简单的方法是观察连接到电源,地,时钟,复位,串口或别的接口的引脚。

与数据库中被怀疑的微控制器相比较,这种结果非常可靠,每种微控制器都有自己的引脚特点。

一旦发现相似的,就把它放在通用烧写器上尝试读出结果。

另一个简单的方法是限制访问程序存储器。

通常用在智能卡中,但一些微控制器中也用到。

这不是很可靠且实用的方法。

当然在智能卡中用得很好,所有的客户被与芯片制造商迫签署不扩散协议。

但微控制器极少这样,能被通用烧写器烧写的微控制器世界上很多公司都能提供。

即使文件中没有烧写的规格,用低成本的示波器几个小时就可以套出需要的波形。

如果微控制器不被特殊通用烧写器所支持,仍然可以通过从制造商购买开发板来获得直接完整的协议。

2.时序攻击(Timing attacks)一些安全相关的操作使用输入的值和密钥,由半导体芯片执行不同的时间来比较。

小心的时序测量和分析就能恢复出密钥。

这个方法最早在1996年的文献上提到。

稍后这种攻击成功破解了实际的RSA签名的智能卡。

为了攻击成功,需要收集装置的信息,与处理时间整合比较,如问答延迟(question-answer delay)。

很多密码算法容易受到时序攻击,主要原因是软件来执行算法。

那包括执行适时跳过需要的分支和操作条件;使用缓存;不固定时间处理指令如倍频和分频;还有大量的其他原因。

结果就是执行能力典型地取决于密钥和输入的数据。

为防止此类攻击可以使用盲签名(Blinding signatures)技术。

这个方法是利用选定的随机数与输入数据混合来防止破解者知道输入数据的数学运算法则。

时序攻击可用在安全保护是基于密码的微控制器,或使用确定数字的卡或密码来进行访问控制的系统,如达拉斯的iButton产品。

这些系统中共有的风险是输入的连续数字在数据库进行再次校验。

系统需经常检查输入到数据库的密钥的每个字节,一旦发现不正确的字节就会立即停止,然后切换到下一个直到最后一个。

所以破解者很容易测量出输入最后一个密钥倒请求另一个的时间,并得出发现的密钥相似度。

尝试相对小的数字,有可能找到匹配的密钥。

为防止这些攻击,设计者需要小心计算处理器的周期。

当密码进行比较时确保正确和错误的时间是一样的,例如:飞思卡尔的68HC08微控制器的内部存储器载入模块在输入正确的八字节密码后可以访问内部闪存。

为达到正确和错误的密码都处理相同的时间,程序中增加了额外的空操作指令。

这对时序攻击提供了很好的保护。

一些微控制器有内部阻容振荡器,那样处理器的工作频率与电压和芯片的温度相关。

这使得时序分析很困难,攻击时需要稳定元器件的温度并减少电源线上的噪声和电压波动。

一些智能卡有内部随机时钟信号使得攻击时测量时间延迟无效。

3.穷举攻击(也称暴力攻击 Brute force attacks))暴力对于半导体硬件和密码来说是另一种意思。

对于密码,暴力攻击是对系统尝试数量众多的密钥。

通常是使用高速计算机来寻找匹配的密钥。

一个例子是微控制器中的密码保护设置。

以德仪的MSP430为例,密码本身长度为32字节(256位),抵挡暴力攻击已经足够了。

但密码分配在与处理器中断矢量相同的存储器地址。

那么,首先减少存储器内矢量一直指向的区域。

然后当软件被更新时,只有小部分的密码被修改,因为大部分中断子程序指向的矢量是相同的地址。

结果是,如果破解者知道早前密码中的一个,就很容易做系统的搜索,在合理的时间内找到正确的密码。

暴力攻击也可用在ASIC或CPLD的硬件设计来实现。

这种情况下,破解者使用所有可能的逻辑组合到元器件可能的输入端并观察所有输出。

这种方法也称为黑箱分析(Black-box analysis),因为破解者不知道被测试元器件的情况。

通过所有可能的信号组合,尝试获得元器件的功能。

这种方法对相对小的逻辑器件很有效。

另一个问题是破解者使用的ASIC或CP LD有触发器,故输出将可能是当前状态或输入的状态。

但如果预先检查并分析信号,搜索的范围可以显著减少。

例如,时钟输入,数据总线和一些控制信号是很容易认出的。

另一种可能的暴力攻击,对很多半导体芯片有效,是将外部高压信号(通常是两倍于电源电压)加到芯片引脚上,来试图进入工厂测试或编程模式。

事实上,这些引脚用数字万用表很容易发现,因为它们没有保护二极管到电源脚。

一旦发现对高压敏感的引脚,破解者就可以尝试可能的逻辑信号组合来加到别的引脚上,找出用于进入工厂测试或编程模式的部分。

破解者也可用元器件的通信协议来找出设计者嵌入在软件中的测试和更新用得隐藏功能。

芯片制造商经常提供给后期测试用得嵌入硬件测试接口。

如果这些接口的安全保护没有适当设计,破解者很容易利用它来读写片上存储器。

在智能卡中,这些测试接口通常位于芯片电路之外,并在测试后从物理上除去。

任何安全系统,不管软件和硬件,在设计上都可能有缺陷,对于破解者来说都是机会,暴力攻击有可能找到它。

小心设计安全保护系统,进行适当的评估,可以避免很多问题,并使得这些攻击事实上不可行。

4.功耗分析(Power analysis)一个运算设备的功耗取决于它当前的状态。

依照CMOS晶体管的原理,各部分动态时的功耗比静态的要大。

当输入电压加到反向器上,会引起一个晶体管短路,这个晶体管电流的增加比静态消耗的寄生漏电要大得多。

在电源线上加个10-20欧的电阻,就可以测量电流的波动。

为达到更好的效果,需要使用至少12位精度和50MHz采样速度的模数转换器。

这些获得的参数可以用来区别处理器的不同指令并估计总线上同时翻转的位数。

通过平均多次重复同样操作的电流,即使是没有通过总线的很小信号也能区别开。

有些信号如移位状态特别有用,因为很多密码的密钥产生算法使用移位操作来逐一移出单个密钥倒进位标志。

即使状态位的变化不能直接测量,它们通常会改变指令次序或微码的执行,这会导致功耗的明显变化。

不同指令导致不同级别的指令解码和运算单元的活动,可被清晰地区别开,故运算部分能被推测出。

处理器的不同单元在时钟沿相关的不同时间里有独有的开关状态,能被高频仪器分离出来。

有多种不同的功耗分析技术用在破解密码算法上。

整个分析过程是相对简单的,只需要标准的现有的廉价仪器设备。

功耗分析技术主要有两种:简单功耗分析(SPA:Simple Power Analysis)和差分功耗分析(DPA:Difference Power Analysis)。

SPA是在密码或别的安全相关操作时直接观察功耗,可以得知设备运行时的信息如密钥资料。

如果破解者知道密码算法,很容易通过观察处理器指令次序,特别是移位条件转移,找到一些位的信息。

如果算法或逻辑运算的结果很容易被看出,如进位状态,零或负标志,就可以获得更多的信息。

DPA是种更有效的技术,因为破解者不需要知道密码算法是如何执行的。

它使用静态分析和已知密码运算的大量功耗迹线来获取隐藏信息。

用统计方法鉴别功耗的微小区别,可用来恢复密钥中的单个的位信息。

实例如下图:用无源探头获得的电源电压-电流曲线,500KS/s 25MS/s实例如下图:用有源探头获得的电源电压-电流曲线,500KS/s 25MS/s上述两图均为飞思卡尔MC68HC908JB8微控制器在6MHz时启动模块的电源电压-电流曲线功耗特性当然包括噪声部分。

额外的噪声可以通过减少获取信号的探针长度并小心使用测量仪器来降低它。

测量接在地线上的电阻的功耗有一些优势。

首先,减少了噪声电平。

其次,可以用示波器的探头直接测量信号,因为大部分探针站有公共的地线与外部电源地相连。

为了增加信噪比,可以通过提高平均采样数来获得。

有源探头能降低输入电容,增加对输入信号的带宽。

一种方法是用高速低噪声的运放来构建相对简单的探头,另一种是用很短的同轴电缆直连到示波器的输入端。

在这些情况下,探头的输入电容显著减少。

实例如下图:左侧是普通的无源探头,右侧是自制的有源探头我们对现有的功耗分析步骤进行了改进。

这是一种新的方法,尚未有类似的。

我们用铁芯变压器来取代连到电源或地的电阻,那样波形就有点不一样,因为信号的直流成分丢失了,同时条件。

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