Целью работы является анализ уязвимостей маломощных IoT-устройств к атакам по побочным каналам (SCA) и разработка эффективных методов защиты, подходящих для условий ограниченных ресурсов. В исследовании проведена классификация типов SCA (энергетические, ЭМИ, временные), реализованы защитные меры на уровне прошивки микроконтроллера ESP32 с аппаратным AES, выполнено математическое моделирование зависимости успешности атаки от числа измерений и отношения сигнал/шум (SNR). Эксперименты на ESP32 подтвердили, что применение фальшивых вызовов AES и маскирующих операций снижает SNR и увеличивает необходимое количество измерений с десятков тысяч до сотен миллионов. Предложенные меры соответствуют требованиям стандартов NIST и ISO/IEC и повышают криптографическую стойкость IoT-устройств без значительного увеличения стоимости и энергопотребления.
< ... >
This study aims to analyze the vulnerability of low-power IoT devices to side-channel attacks (SCA) and to develop effective countermeasures suitable for resource-constrained environments. The research classifies types of SCAs (power, electromagnetic, timing), implements firmware-level countermeasures on an ESP32 microcontroller with a hardware AES core, and applies mathematical modeling to evaluate attack success probability depending on the number of measurements and signal-to-noise ratio (SNR). Practical testing on ESP32 confirmed that inserting dummy AES calls and masking operations effectively reduce SNR, increasing the number of required traces for successful CPA attacks from tens of thousands to over 100 million. The proposed countermeasures demonstrate alignment with NIST and ISO/IEC recommendations, enhancing cryptographic resilience without substantial cost or power overhead.
Keywords:
side-channel attacks, IoT security, lightweight cryptography, ESP32, masking and noise insertion
Полную версию статьи смотрите на страницах журнала «Защита информации. Инсайд»
