侧信道分析测评套件新功能—GPU加速插件

侧信道分析测评套件新功能—GPU加速插件

北京数缘科技有限公司于 2017 年自主研发侧信道分析测评套件（型号：MMSCASet-01），专为密码芯片设计与测试人员打造，助力开展芯片物理安全性测评工作。依托该套件，用户可快速搭建能量分析、电磁分析、计时分析等安全检测平台，高效完成产品安全性评估、科研验证等核心工作。

MathMagic Detector侧信道分析测评软件是该套件的核心组件，是数缘科技完全自主研发的专业侧信道分析工具。软件集成业内主流侧信道分析方法，兼容各类主流加密算法，支持自定义功能扩展，可快速迭代新增分析能力，极大降低了侧信道分析人员的操作门槛，提升作业便捷度。

在侧信道分析套件的实际应用过程中，多数用户普遍面临算力受限的痛点。受终端硬件性能制约，大量高运算强度的分析步骤耗时久、效率低，大幅拖慢整体密码分析进度，如静态对齐、低通滤波等常用功能的消耗时间过大，会拉低整体的工作效率。

除此之外，绝大多数一线业务场景存在硬件资源受限的现实问题。日常办公、外勤测评、现场自测场景中，仅能依靠普通办公电脑、便携式设备开展工作。有限的硬件算力，直接导致单次分析任务耗时增加，批量检测任务更是堆积卡顿，严重影响项目交付效率、测评进度与科研迭代节奏，成为制约业务高效开展的核心瓶颈。

为解决硬件算力不足导致的分析效率偏低问题，我们对套件核心算法进行专项优化，开发适配了 GPU 加速运算插件，为侧信道分析工作赋能增效。无需依赖高端算力设备，仅依靠普通本地设备，即可实现分析效率的跨越式提升。

目前，侧信道分析测评套件已经实现静态对齐、低通滤波、TVLA测试、一阶CPA等常用功能的GPU加速插件，通过超高的GPU并行加速能力，本插件可以解决外勤测评、本地自测、批量检测的效率瓶颈，全方位提升硬件安全检测、漏洞分析、密码研判的业务落地效率。

下面，以静态对齐功能为例，演示GPU加速插件的运算加速效果。

对100万条波构成的AES算法案例波形进行静态对齐，原本的算法为纯CPU环境，附带插件运行的案例包含核显环境和独显环境，不同环境的耗时如下，该案例显示了GPU加速插件对运算效率有明显提升。最快的情况是采用单块英伟达4060显卡的独显环境，100万条波完成静态对齐仅需2.61分钟。

1、纯CPU运行耗时

2、独显环境运行耗时

3、核显环境运行耗时

本GPU插件具有如下优点：

1. 极简部署，即装即用无需调试，插件适配套件主体程序，安装流程极简，全程无需复杂配置、无需驱动适配，可无缝融入现有工作流程。

2. 全硬件兼容，各类设备均可提速。本加速插件可智能调用终端各类硬件计算资源，实现多设备、多硬件类型全覆盖适配，插件能够自动识别、适配并调度设备算力，让不同配置的设备都能实现对应程度的效率提升。

3. 硬核加速效果，高效赋能业务，插件可充分释放核显、独显的并行运算潜能，通过硬件并行加速模式，高效处理波形对齐、滤波等海量重复性运算任务，大幅压缩核心分析环节耗时。