DTDS：用于侧信道能量分析的Dilithium数据集

来源：电子与信息学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：袁庆军, 张浩金, 樊昊鹏, 高杨, 王永娟

单位：1.信息工程大学河南省网络密码技术重点实验室 郑州 4500012.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Cortex M4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://doi.org/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