Um fluxo de poda para redes neurais dedicadas a ataques a canais laterais baseados em aprendizado profundo
Resumo
Devido ao crescente número de serviços disponíveis por meio da Internet nas
últimas décadas, é cada vez mais importante oferecer segurança às informações de
usuário que trafegam por diferentes meios de comunicação. Para isso, sistemas computacionais
se apoiam no uso de criptografia como modo de proteger as informações
dos usuários. Atualmente, o uso de algoritmos de criptografia encontra-se embarcado
em muitos dispositivos e aplicações, o que potencializa a ameaça de ataques que
exploram características físicas do hardware que executa tais algoritmos. Esta classe
de ataques é chamada de Ataques de Canal Lateral (do inglês Side Channel Attacks
ou SCAs). Muitas proteções contra SCAs, chamadas contramedidas, são encontradas
na literatura. Entretanto, são encontradas vulnerabilidades nessas contramedidas.
Neste contexto, técnicas de Aprendizado profundo (do inglês Deep Learning ou DL)
têm atraído interesse crescente por constituírem-se como recursos eficientes e em
constante evolução. No entanto, o custo computacional de aplicar DL no cenário
de SCA é alto. Estudos relatam experimentos com duração de semanas de uso de
infraestrutura computacional. Este trabalho propõe reduzir o esforço computacional
de SCAs baseados no uso de redes neurais pela redução do tamanho destas via
técnicas de poda. Além disso, otimiza-se aqui o esforço computacional do processo
de redução de redes. Resultados experimentais demonstram reduções entre 40 a
50% na quantidade de parâmetros de redes, bem como reduções de até 57.17% no
tempo de treinamento. Redes reduzidas conseguem realizar ataques utilizando menos
traços que as respectivas redes originais, em todos os casos. Adicionalmente, as
redes reduzidas são treináveis por menos épocas que as respectivas redes originais.
Com isto reduz-se ainda mais o tempo para realizar ataques. Esta Tese demonstra o
potencial de aumento do nível de ameaça representado por SCAs baseados em DL.

