金融IC卡芯片安全测试之半侵入式篇

    【CPS中安网 cps.com.cn】 半侵入式安全测试定义

　　半侵入式攻击是指攻击者从卡片正面或背面去除芯片封装，暴露芯片硅衬底或者顶层金属层，但不需要对内部电路进行电接触，在暴露芯片表面之后，结合其他攻击手段获取保存在芯片内部的敏感信息，比如密钥、存储器内容等。

　　半侵入式安全测试，是指测试机构模拟攻击者，并选择最优路径对安全芯片进行半侵入式攻击，进而评估攻击所需要成本，以确定芯片是否满足安全要求。

　　半侵入式攻击安全威胁分析

　　随着芯片特征尺寸的缩小和内部电路复杂性的增加，对侵入式攻击的要求越来越高，开销也越大。半侵入式攻击不需要昂贵的工具，且能在较短的时间内得到结果，使用廉价而简单的设备就可以进行快速而强大的攻击。攻击者通过半侵入式攻击可以做到：

　　篡改程序流程及存储器内容，以获取敏感操作权限;

　　通过差分错误分析、电磁辐射分析等技术破解密钥;

　　通过成像技术直接获取存储器内容。

　　半侵入式攻击种类

　　半侵入式攻击技术大致分为以下三类

　　(1)故障攻击

　　包括光注入、电磁操纵、放射线注入等攻击，此类攻击是在芯片运行的特定时刻特定物理位置，人为引入瞬间可控的干扰信号，改变芯片程序流程、存储器内容，以获取敏感权限操作及密钥等敏感信息。

　　(2)成像分析攻击

　　包括光学和激光成像技术、电压对比等攻击，此类攻击通常用来直接读取存储器内容

　　(3)电磁辐射分析

　　通过对芯片运行时辐射出的电磁辐射进行数学分析，获取芯片中的密钥等敏感信息

　　半侵入式攻击的防护

　　魔高一尺，道高一丈，随着半侵入式攻击技术的层出不穷，金融IC卡芯片的安全要求随之水涨船高。

　　一方面，在金融IC卡设计阶段和测试阶段需要考虑增加各类防护机制。

　　芯片内部需要增加各类环境传感器，对芯片增加全方位的检纠错处理，防止错误注入类攻击

　　存储器内容进行地址及数据混淆、进行地址及数据加密传输，防止光学成像类攻击

　　增加电磁功耗隐藏防护技术，防止侧信道攻击

　　对于芯片硬件电路存在安全威胁时，需要在软件层面进行系统保护

　　另一方面，需要独立的第三方测试机构对芯片软硬件进行全方位的测试，避免设计漏洞，切实保障金融IC卡的安全放心使用。