[发明专利]一种移动便携式侧信道采集测试设备及其控制方法

权利要求书

1.一种移动便携式侧信道采集测试设备，其特征在于，该设备包括依次相连的功耗采集目标开发板、曲线预处理模块、采集板和分析板，其中：

功耗采集目标开发板，用于实现加密和解密，并输出原始瞬时功耗；

曲线预处理模块，用于对原始瞬时功耗进行预处理，包括信号放大、滤波和偏置处理，得到曲线预处理后的功耗数据；

采集板，用于在每个工作周期内，将曲线预处理后的功耗数据与给定电压阈值进行比较，输出二值信号，并通过阈值压缩法进行累加计数，将该工作周期内的功耗数据转换为功耗压缩值，对其进行存储，并根据各个工作周期的功耗压缩值绘制功耗曲线；

分析板，用于设置测试时的给定电压阈值，接收采集板发送的功耗曲线，并对其进行差分能量分析。

2.根据权利要求1所述的移动便携式侧信道采集测试设备，其特征在于，功耗采集目标开发板包括密码芯片、功耗测量端口和Trigger信号控制端口，其中：

密码芯片，用于在测试设备运行测试过程中，通过USB连接分析板，接收分析板的数据作为输入，运行密码算法；

功耗测量端口，测量设备通过该端口读取功耗采集目标开发板的原始瞬时功耗；

Trigger信号控制端口，该端口通过跳线连接到采集板上设置的累加计数器，Trigger信号为高电平控制采集板采集功耗数据，低电平控制采集板停止采集功耗数据。

3.根据权利要求2所述的移动便携式侧信道采集测试设备，其特征在于，曲线预处理模块包括放大 电路、滤波电路和电压偏置电路，其中：

放大电路，原始瞬时功耗通过SMA接口输入放大电路，对输入的原始瞬时功耗的直流分量进行过滤，并放大交流分量，放大电路的响应频率高于分析所需要的采样频率；

滤波电路，与放大电路连接，接收放大电路的输出信号，将放大电路输出的信号中高频分量过滤，减少信号中的噪声；

电压偏置电路，与滤波电路连接，接收滤波电路的信号，将信号电压值进行偏置，使最后的输出信号幅度范围在采集板中进行电压比较的允许输入范围之内。

4.根据权利要求3所述的移动便携式侧信道采集测试设备，其特征在于，采集板包括DAC电路、电压比较器、采样时钟电路、阈值输出电路、存储器和累加计数器，其中：

DAC电路，用于调节给定电压阈值，将给定电压阈值输出到电压比较器的一个输入端中；

电压比较器，通过两个端口分别与DAC电路和电压偏置电路连接，如果电压偏置电路信号值大于DAC电路给定电压阈值，电压比较器输出高电平，否则电压比较器输出低电平；

采样时钟电路，与累加计数器相连，控制累加计数器的每秒采样次数；

阈值输出电路，与DAC模块相连，控制DAC电路设置的给定电压阈值大小；

存储器，与累加计数器相连，保存累加计数器输出的功耗数值；

累加计数器，与电压比较器连接，根据设置的每秒采样次数，对电压比较器输出进行采样，高电平累加器计数器值加一，低电平不变；同时，每个工作周期累加计数器将计数值写入存储器并清零。

5.根据权利要求4所述的移动便携式侧信道采集测试设备，其特征在于，阈值压缩法的具体方法为：

累加计数器和Trigger信号控制端口、电压比较器、采样时钟电路均相连；其中：根据采样时钟控制累加计数器每秒采样次数N_f，电压比较器输出二值0、1信号给累加计数器；在每个密码芯片工作周期T_c内，累加计数器累加按照采样频率N_f将电压比较器二值信号进行累加为w_i，w_i作为该密码芯片工作周期的功耗；每个周期开始时，即每累加N_f/N_c次，其中N_c为密码芯片工作频率，存储w_i，i＝i+1，将w₀置0，其中w₀为累加计数器的初值，i＝1,2，…，n；Trigger信号为高电平时累加计数器工作，低电平停止累加，此时采集的n个功耗值组成一条功耗曲线W＝(w_1,w_2,…,w_n)传输给分析板进行分析。