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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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