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第47卷第8期电子与信息学报Vol.47No.8

2025年8月JournalofElectronicsInformationTechnologyAug.2025

DTDS:用于侧信道能量分析的Dilithium数据集

①②①①①*①

袁庆军张浩金樊昊鹏高杨王永娟

①(信息工程大学河南省网络密码技术重点实验室郑州450001)

②(西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室西安710049)

摘要:量子计算的飞速发展威胁了传统密码系统的安全性,进而推动了后量子密码算法的研究与标准化。Dilithium

数字签名算法基于格理论设计,于2024年被美国国家标准与技术研究院(NIST)选定为后量子密码算法标准。同时,

对Dilithium的侧信道分析,特别是能量分析,也成为当前的研究热点。然而,现有的能量分析数据集主要针对经

典分组密码算法,如AES等,缺乏Dilithium等新型算法的数据集,限制了相关侧信道分析方法的研究。为此,该

文采集并公开首个针对Dilithium算法的能量分析数据集,旨在促进后量子密码算法的能量分析研究。该数据集基

于Dilithium的开源参考实现,在CortexM4处理器上运行,并通过专用设备采集,包含60000条Dilithium签名过

程中采集的能量迹,以及与每条能量迹对应的签名源数据和敏感中间值。进一步对构造的数据集进行可视化分

析,详细研究了随机多项式生成函数polyz_unpack的执行过程及其对能量迹的影响。最后,使用模板分析和深度

学习分析方法对数据集进行建模和测试,验证了该数据集的有效性和实用性。数据集和相关代码见https://

/10.57760/sciencedb.j00173.00001。

关键词:后量子算法;Dilithium算法;侧信道分析;能量分析;数据集

中图分类号:TN918.2文献标识码:A文章编号:1009-5896(2025)08-2499-10

DOI:10.11999/JEIT250048

[15,16][17,18]

1引言分析、智能能量分析等多种方法。

CRYSTALS-Dilithium数字签名算法(以下简采集能量迹数据是能量攻击的关键步骤。然

而,能量迹对环境极为敏感,算法实现、运行承

称Dilithium)基于格上困难问题构造,在经典和量

载平台、采集设备,乃至环境中电磁条件区别,都

子随机预言模型下具有选择消息攻击下的强存在不

[1]会造成能量迹的波动,影响其信噪比,进而对密钥

可伪造性。2024年8月,Dilithium被美国国家标

恢复效果产生巨大的影响。因此,不同能量分析方

准与技术研究院(NationalInstitute

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