Modern heterogeneous computing platforms, which integrate general-purpose processors with specialized accelerators such as FPGAs, have become the standard for high-performance and embedded applications. However, the shared physical resources of these systems introduce critical security vulnerabilities, where power consumption patterns can leak sensitive runtime information. While side-channel analysis is well established for extracting cryptographic keys from isolated algorithms, existing methods struggle to profile complex, dynamic systems where diverse workloads coexist on shared hardware resources. This paper presents HAWC-Leak, a dynamic workload classification framework designed to identify specific hardware accelerator tasks in real time using non-invasive power analysis. Unlike prior studies focused on extracting cryptographic secrets from isolated implementations, our approach profiles heterogeneous runtime behavior using machine learning to predict active workloads from features extracted from power traces. We implement a complete hardware-in-the-loop measurement testbed using the ChipWhisperer CW305 Artix-7 FPGA platform to capture high-resolution power signatures of diverse workloads including Advanced Encryption Standard (AES-128), Elliptic Curve Cryptography (ECC P-256), Secure Hash Algorithm (SHA-256), Convolutional Neural Network (CNN), and a system idle state. We develop a Hierarchical Random Forest classifier that processes real-time power data to identify the executing application in controlled mixed-activity scenarios where multiple accelerators are instantiated but only one executes at a time. Experimental results demonstrate that this framework achieves 100% classification accuracy across all evaluated scenarios, confirming that power consumption patterns serve as a reliable and distinctive fingerprint for profiling heterogeneous runtime behavior.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

面向FPGA的布局与布线技术研究综述
专知会员服务
26+阅读 · 2022年9月3日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
69+阅读 · 2020年7月12日
【数据中台】数据中台技术架构方案
产业智能官
15+阅读 · 2020年5月26日
最全的智慧工地解决方案
智能交通技术
11+阅读 · 2019年8月30日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
中国工程院:《全球工程前沿2018》(附PDF下载)
走向智能论坛
10+阅读 · 2018年12月5日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
CCCF专栏文章:人机共融智能
中国计算机学会
15+阅读 · 2017年12月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
18+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
7+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
10+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
8+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
5+阅读 · 11月6日
相关资讯
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
【APC】先进过程控制系统(APC: Advanced Process Control)
产业智能官
69+阅读 · 2020年7月12日
【数据中台】数据中台技术架构方案
产业智能官
15+阅读 · 2020年5月26日
最全的智慧工地解决方案
智能交通技术
11+阅读 · 2019年8月30日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
中国工程院:《全球工程前沿2018》(附PDF下载)
走向智能论坛
10+阅读 · 2018年12月5日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
CCCF专栏文章:人机共融智能
中国计算机学会
15+阅读 · 2017年12月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员