Dissertação

Improving DPA analysis with distributed computing using OpenCL EVALUATED

Os ataques de análise diferencial de potência (DPA) permitem descobrir a chave secreta contida em sistemas embebidos seguros ao explorar a correlação entre a potência consumida por um dispositivo e a informação processada pelo mesmo. Geralmente, a computação envolvida é simples. Contudo, quando é usado um grande número de registos de potência, que por sua vez são compostos por um grande número de amostras, então a computação, aumenta atingindo níveis muito elevados. Nesta tese, propusemo-nos acelerar estes ataques em hardware paralelo. Focámo-nos essencialmente sobre os ataques que utilizam o coeficiente de correlação, em vez da diferença de média, como o teste estatístico. Estes ataques são conhecidos como análise de correlação de potência (CPA)". Usámos a biblioteca "OpenCL" para distribuir a quantidade de trabalho sobre uma plataforma heterogénea, composta por uma unidade central de processamento (CPU) e múltiplos aceleradores, tais como os GPUs. Para aumentar o paralelismo de informação, o algoritmo do ataque sofreu algumas modificações, principalmente no cálculo do coeficiente de correlação de Pearson, uma vez que, este ocupa a maioria do tempo de execução (aproximadamente 80%). Também otimizámos a computação do ataque ao minimizar os dados transferidos entre o processador principal ("host") e os GPUs, escondendo a latência de memória. Os resultados obtidos demostram que o uso de sistemas heterogéneos melhora consideravelmente o tempo da ferramenta, até 9x mais, quando comparado com a implementação paralela de referência.
Análise Diferencial de Potência, Computação Distribuída, Open Computing Language (OpenCL), Coeficiente de correlação de Pearson, Unidade de Processamento Gráfico

Novembro 11, 2014, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Pedro Filipe Zeferino Tomás

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Ricardo Jorge Fernandes Chaves

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Auxiliar