基于软硬协同的侧信道防御关键技术研究的任务书.docx

基于软硬协同的侧信道防御关键技术研究的任务书
任务书
一、研究背景
信息安全一直是互联网技术中最为重要的问题之一。随着计算机技术的发展，侧信道攻击逐渐成为了一种威胁信息系统安全的新型攻击手段。侧信道攻击是指利用目标系统的电磁辐射、功耗等信息泄漏渠道，对系统进行安全攻击的一种手段。由于侧信道攻击不依赖于漏洞或弱点，而是依托于目标系统的泄漏渠道来实现攻击，因此对于侧信道攻击的防御尤为重要。
基于软硬协同的侧信道防御是当前一种较为先进的防御方法，该方法不仅从软件层面入手，防止攻击者通过软件手段识别信息系统的侧信道特征，而且还从硬件层面入手，通过优化硬件设计，减少系统的侧信道泄漏，从而提高信息系统的安全性。因此，研究基于软硬协同的侧信道防御关键技术对于提高信息系统安全性具有重要意义。
二、研究内容
本研究的主要内容是探究基于软硬协同的侧信道防御关键技术。具体研究内容如下：
1.侧信道攻击的原理和现状
探究侧信道攻击的原理和现状，分析侧信道攻击的类型、攻击手段以及攻击后果，为下一步研究基于软硬协同的侧信道防御关键技术提供理论基础。
2.基于软件层面的侧信道防御技术
在理解侧信道攻击的基础上，研究基于软件层面的侧信道防御技术，包括随机化、掩盖和多层硬ening等技术的应用及优缺点分析，为进一步研究基于硬件层面的侧信道防御提供参考。
3.基于硬件层面的侧信道防御技术
研究基于硬件层面的侧信道防御技术，探究信息系统的电磁泄漏状况及功耗分析，分析侧信道泄漏的原因，并研究硬件层面的优化手段，包括低功耗设计、电磁屏蔽设计以及差分电路设计等技术，为侧信道防御提供硬件保障。
4.软硬件协同的侧信道防御方案
结合前面两个方面的研究内容，探究基于软硬协同的侧信道防御方案，包括软硬件协同设计的实现方法、设计效果的验证和优化等方面的研究。
三、研究方法
本研究采用文献调研和实验验证相结合的方法。首先，通过对侧信道攻击的原理和现状进行文献调研，掌握当前侧信道攻击的最新研究成果。其次，通过实验验证，针对当前侧信道攻击的状况，研究软硬件协同的侧信道防御方案的实现效果及优化。
四、预期成果
本研究的预期成果如下：
1.侧信道攻击的原理和现状的梳理和总结，包括侧信道攻击的类型、攻击手段、攻击后果等方面，为侧信道防御提供理论基础。
2.基于软件层面的侧信道防御技术的研究，对随机化、掩盖和多层硬ening等技术进行应用和优缺点分析。
3.基于硬件层面的侧信道防御技术的研究，分析信息系统的电磁泄漏状况及功耗分析，研究多种硬件保障技术。
4.软硬件协同的侧信道防御方案的研究，探究实现方法、设计效果的验证和优化。
五、研究计划
1.阶段一（两个月）：文献调研阶段。对侧信道攻击的原理和现状进行调研，制定研究计划。
2.阶段二（三个月）：基于软件层面的侧信道防御技术的研究阶段。对随机化、掩盖和多层硬ening等技术进行应用和优缺点分析。
3.阶段三（三个月）：基于硬件层面的侧信道防御技术的研究阶段。分析信息系统的电磁泄漏状况及功耗分析，研究多种硬件保障技术。
4.阶段四（两个月）：软硬件协同的侧信道防御方案的研究阶段。探究实现方法、设计效果的验证和优化。
5.阶段五（一个月）：论文撰写阶段。总结研究成果，撰写最终研究报告。
六、经费预算
1.实验设备：10000元
2.文献调研费用：5000元
3.差旅费：10000元
4.其他费用：5000元
总计：30000元
七、参考文献
1.Zhang,H.,Zhu,X.,&Li,P.(2015).ASurveyofSideChannelAttack&Defense.JCP,10(9),668-681.
2.Oswald,E.,Mangard,S.,&Popp,T.(2011,September).Side-channelanalysis-techniques,attacks,andcountermeasures.InInternationalConferenceonCryptographicHardwareandEmbeddedSystems(pp.3-33).Springer,Berlin,Heidelberg.
3.Wu,S.,Lai,X.,Ma,W.,&Zhang,K.(2016).Surveyonhardwarecountermeasuresagainstside-channelattacks.FrontiersofInformationTechnology&ElectronicEngineering,17(11),1101-1117.
4.Naciri,M.,Massoubre,D.,Senhadji,R.,Forestier,T.,&Beghdadi,A.(2016).Smartcardsecurityagainstside-c