Question

我正在测量不同的C函数的周期计数，我尝试将这些函数定为恒定时间，以缓解侧通道攻击（密码）。

我正在使用一个微控制器（infineon的aurix），该微控制器具有一个板载周期计数器，每个时钟滴答都会递增，并且可以读出。

请考虑以下内容：

int result[32], cnt=0;
int secret[32];
/** some other code***/

reset_and_startCounter(); //resets cycles to 0 and starts the counter
int tmp = readCycles(); //read cycles before function call

function(secret) //I want to measure this function, should be constant time

result[cnt++] = readCycles() - tmp; //read out cycles and subtract to get correct result

当我如上所述测量周期时，有时我会收到不同数量的周期，具体取决于赋予函数的输入。（相差约1-10个周期，功能本身大约需要3000个周期）。

我现在想知道它是否还不是完全恒定的时间，并且计算取决于某些输入。我调查了该函数并执行以下操作：

void function(int* input){
    reset_and_startCounter(); 
    int tmp = readCycles(); 
   /*********************************
    ******calculations on input******
    *********************************/
    result[cnt++] = readCycles() - tmp;
}

无论输入什么，我都会得到相同数量的循环。

然后，我还测量了仅调用函数以及从函数返回所需的时间。不管输入什么，两次测量都相同。

我一直在使用gcc编译器标志-O3，-fomit-frame-pointer。 -O3，因为运行时很关键，因此我需要它要快。同样重要的是，微控制器上没有其他代码在运行（没有操作系统等）

有人对此有可能的解释吗？我想确保我的代码是恒定时间，并且那些周期是任意的...

很抱歉没有在此处提供可运行的代码，但我相信没有多少人会躺在Aurix周围：O

谢谢

Answer 1

您使用的Infineon Aurix微控制器是为硬实时应用设计的。故意旨在提供一致的运行时性能-它缺少大多数功能，这些功能可能导致更复杂的CPU上的性能不一致，例如高速缓存或分支预测。

尽管这表明您的代码在这部分上具有恒定的运行时间，但在其他CPU上运行时，代码仍可能具有可变的运行时间。包含此CPU的设备也有可能通过其他渠道（特别是通过功耗分析）泄漏信息。如果使您的应用程序对旁通道分析具有抵抗力至关重要，则您可能需要考虑使用专为加密应用程序设计的部件。（Aurix并不是这样的一部分。）

时间测量在微控制器上有所不同

1 个答案: