固定时间代码

Question

我有两个代码片段，应该在满足恒定时间要求时进行研究。如果不满足，则应修改代码。

第一：

unit8_t a[128]
unit8_t data[128]
if(k)  //k is a secret variable
  memcpy(data,a,128);

此代码段不满足恒定时间要求，因为如果k为false，将不执行复制指令，并且执行时间将比执行memcpy快得多。但是我真的不知道如何更改才能满足要求。

第二：

uint8_t a[128], b[128];
uint8_t data[128];
memcpy(data, k ? a : b, 128);

我猜它也不能满足恒定时间要求，因为产生分支的三元运算符。但是在这里我不确定，我也不知道如何重写代码。

Answer 1

第一个示例：

unit8_t a[128]
unit8_t data[128]
if(k)  //k is a secret variable
  memcpy(data,a,128);

让它分支：

k的分支A == true：

 unit8_t a[128];
 unit8_t data[128];
 memcpy(data,a,128);

B的k == false：

 unit8_t a[128];
 unit8_t data[128];
 //no memcpy

第二个示例：

uint8_t a[128], b[128];
uint8_t data[128];
memcpy(data, k ? a : b, 128);

k的分支A == true：

uint8_t a[128], b[128];
uint8_t data[128];
memcpy(data, a, 128); //from a to data

B的k == false：

uint8_t a[128], b[128];
uint8_t data[128];
memcpy(data, b, 128); //from b to data

两个示例显然执行不同的任务，但是第二个示例可能对两个分支以相同的步骤执行。但是其中存在一个很大的“ but”，因为编译器可能会将其优化为两个分支都不相同的代码，并且不会为该任务提供恒定的时间执行。

Answer 2

由于没有其他细节，我们不能在这里假设优化器是“智能”的。 在第一种情况下，您可以添加

else
memcpy(a, data, 128);

在第二种情况下，没有要添加的内容。

让我添加一些可能会影响时间的注意事项

1. 一个好的优化程序将检测a，b或数据的使用方式。因此，它可以确定对memcpy的某些调用是多余的，并且将跳过这些调用。 （或在函数返回之前分支）。
2. 缓存-如果已经缓存了a，b或数据，则访问速度可能更快。这种将a复制到数据或将数据复制到a的方法可以在不同的时间执行
3. 分支预测-即使使用'even'if / else语句，编译器也可以由于预测而生成不对称代码。多次重新运行可以检测到异常。

但是，由于示例的简单性，它看起来像是定时攻击中的第一个练习。我现在不用担心所有这些事情。