Análisis del consumo de potencia para la ingeniería inversa de la modulación digital: un enfoque novedoso para ataques en la capa física de sistemas de comunicación

Abstract

La seguridad en la capa física es un aspecto crítico de los dispositivos embebidos de comunicación inalámbrica, especialmente en aplicaciones militares, civiles, de inteligencia y de seguridad. Garantizar una comunicación segura en esta capa es esencial para prevenir el acceso no autorizado y la explotación de vulnerabilidades. Si bien muchas de las técnicas existentes se centran en la señal transmitida, a menudo pasan por alto las posibles vulnerabilidades de canal lateral que surgen cuando un atacante obtiene acceso físico al dispositivo. En este trabajo, proponemos un enfoque novedoso para el análisis de la seguridad en la capa física, demostrando la viabilidad de diferenciar esquemas de modulación mediante el análisis de consumo de potencia. Utilizando una FPGA (Field-Programmable Gate Array), se implementaron diversos esquemas de modulación y se midieron las trazas de consumo de potencia asociadas. A partir de estas mediciones, se desarrolló un algoritmo de clasificación basado en el método de árboles de decisión potenciados por gradiente (gradient-boosted decision trees). El enfoque propuesto muestra el potencial del análisis de potencia tanto como herramienta para identificar vulnerabilidades como para reforzar la seguridad en dispositivos embebidos de comunicación inalámbrica.