ic32k/ESP32_SCA_Multitarget
GitHub: ic32k/ESP32_SCA_Multitarget
将 ESP32-C3 Mini 变成侧信道分析与故障注入的练习靶标，支持 AES 功耗/电磁泄漏分析、计时攻击和 Glitch 测试等多种硬件安全实验场景。
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# ESP32-C3 SCA 多目标 v0.5 🛡️⚡
一款专为 **ESP32-C3 Mini (0.42" OLED)** 设计的专用固件，旨在练习**侧信道分析 (SCA)** 和**故障注入 (FI)**。该项目将 ESP32-C3 转变为一个用于电磁分析 (EMA) 和 Glitch 攻击的多功能目标。
由 **[@ic32k](https://github.com/ic32k)** 开发。
## 概述
该项目专为安全研究人员和爱好者量身定制，用于练习：
* **简单/差分功耗分析 (SPA/DPA)** 与 **电磁分析 (EMA)**：使用近场探头 (EMF)、LNA 以及 **ChipWhisperer** 或 **PicoGlitcher** 等采集设备。
* **故障注入 (FI) / Glitching**：使用 **ChipShouter**、**PicoEMP** 或 **FaultyCat** 等工具测试对电压或电磁 Glitch 的敏感性。
该固件提供实时 OLED 界面和完整的 UART CLI，用于选择目标并监控执行情况。
## 硬件设置
### 设备: ESP32-C3 Mini 0.42" OLED
ESP32-C3 是一款基于 RISC-V 的 SoC，这使其成为架构侧信道研究的有趣目标。
### 引脚映射
请参考以下引脚连接图：
| 功能 | 引脚 | 描述 |
| :--- | :--- | :--- |
| **UART RX** | GPIO 20 | 连接到您的 UART 适配器（例如 Bus Pirate / FTDI） |
| **UART TX** | GPIO 21 | 连接到您的 UART 适配器（例如 Bus Pirate / FTDI） |
| **Trigger Out** | GPIO 7 | **关键**：连接到您的示波器/ChipWhisperer 触发输入。 |
| **Button** | GPIO 9 | 用于手动菜单导航和执行。 |
| **LED** | GPIO 8 | 内部蓝色 LED（状态指示灯）。 |
| **OLED SDA** | GPIO 5 | 硬连接到内部显示屏。 |
| **OLED SCL** | GPIO 6 | 硬连接到内部显示屏。 |
## 🛠️ 连接示意图
### 1. 泄漏捕获 (EMA/SPA)
捕获 AES 操作期间的电磁泄漏：
1. 将 **EM Probe** 放置在 ESP32-C3 SoC 上（建议 Decap，但非必需）。
2. 将探头连接到 **LNA**（低噪声放大器）。
3. 将 LNA 输出连接到您的 **Oscilloscope** 或 **ChipWhisperer**。
4. 将 **GPIO 7 (Trigger)** 连接到采集设备的外部触发器。
### 2. 故障注入 (Glitch)
执行电压或 EM Glitching：
1. **Voltage Glitch**：拦截 VCC 线路 并使用外部 MOSFET（例如来自 PicoGlitcher）将其短暂拉低至 GND。
2. **EM Glitch**：将 **PicoEMP / ChipShouter** 线圈放置在 SoC 上。
3. 使用 **GPIO 7 (Trigger)** 在 `glitchTest()` 循环开始时精确计时 Glitch。
## 练习与菜单选项
固件包含 10 种模式，可通过板载按钮或 UART 命令选择（`n` 下一个，`s` 选择，或 `0-9` 直接跳转）。
### Glitch 测试
* **[0] G(a) - Glitch Auto**：运行关键计数器的连续循环。在循环期间 `TRIGGER_PIN` 变为高电平。如果计数器损坏，OLED 将显示 "GLITCH!"。
* **[1] G(m) - Glitch Manual**：与上述相同，但每次迭代都需要按下按钮或发送 UART 命令。
### AES 侧信道 (EMA/SPA)
* **[2] SH(a) - AES HW Auto**：使用 ESP32-C3 **硬件加速器** 进行 AES-128。非常适合研究硬件实现泄漏。
* **[3] SH(m) - AES HW Manual**：硬件 AES 的手动触发。
* **[4] SS(a) - AES SW Auto**：使用 **软件 Tiny-AES** 实现。软件实现通常更“响亮”，更容易进行 SPA/DPA 分析。
* **[5] SS(m) - AES SW Manual**：软件 AES 的手动触发。
### 密码计时攻击
* **[6] PV(m) - Password Vuln Manual**：使用 `strcmp` 风格逻辑的易受攻击密码检查（在第一个错误字节处终止）。非常适合**计时攻击**。
* **[7] PV(j) - Password Vuln Jitter**：与上述相同，但增加了随机 **Jitter (噪声)** 以阻碍简单的计时分析。
* **[8] PS(m) - Password Safe Manual**：**常量时间** 密码检查。即使字节错误，执行时间也保持不变。
* **[9] PS(j) - Password Safe Jitter**：最安全的模式，结合了常量时间逻辑和随机抖动。
## UART 控制接口
菜单可通过串口监视器（115200 波特率）完全控制：
* **`n` / `N`**：移至下一个菜单选项。
* **`s` / `S`**：选择/开始当前练习。
* **`0` - `9`**：直接跳转到特定练习。
* **输入密码**：出现提示时，直接在终端中输入密码。
* **退出**：长按物理按钮（>1.5s）或在某些模式下发送 `s` 以返回主菜单。
## 许可证与致谢
* **作者**: ic32k
* **框架**: Arduino / ESP-IDF
* **库**: U8g2 (OLED), mbedtls (Hardware AES).
*免责声明：本项目仅用于教育目的。请对自己拥有的硬件负责地使用。*
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