摘要:

对基于有限域GF(2m)上椭圆曲线密码算法的Montgomery Ladder点乘算法进行了差分功耗分析攻击.首先用Verilog HDL实现了该算法并且用Chartered 0.35 μm CMOS工艺将RTL代码综合成电路网表,以便更精确的获取电路运行中所产生的功耗信息.然后用差分功耗分析攻击中的ZEMD攻击方法,并采用算法中P2的横坐标作为中间变量对功耗曲线进行分类,攻击结果显示,Montgomery Ladder算法不能抗ZEMD差分功耗分析攻击.证明了该算法并不安全,在实际应用中还应该采取一些保护措施.

摘要:

PRESENT密码算法是2007年提出来的一种轻量级分组密码算法，适合于物联网环境下的安全加密。对PRESENT加密算法结构进行了深入研究，提出了其适合功耗攻击的两个最佳攻击点，详细介绍了针对PRESENT加密系统进行功耗分析攻击的设计与实现过程，实验结果表明未加防护措施的PRESENT加密系统不能抵御一阶差分功耗分析攻击，从而给PRESENT加密算法的安全改进提供一定的设计参考。

摘要:

双轨预充电逻辑是一种有效的差分功耗分析(DPA)攻击防护技术,其需要解决的关键问题在于必须保证互补的双轨信号线具有对称的电容负载.本文提出了一种双轨信号布线方法,能够基于商用的布局布线EDA工具实现双轨信号的平行布线,从而实现电容负载对称的目的.本方法首先利用EDA工具在奇数个布线轨道中对单轨网表进行布线,然后将信号线复制并平移到相邻的布线轨道得到双轨信号布线结果.这样,每对双轨信号线都有相同的布线结构,因而具有相同的电容负载.利用所提出的平行布线方法实现了一个AES加密协处理器,实验结果表明平行布线的双轨信号电容负载具有优异的对称性.

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SM4算法在2012年3月被作为密码行业标准公开以后,已经得到了广泛的应用.但与此同时,由于侧信道攻击的出现及利用,SM4算法在被用于智能卡等密码设备时,也面临着严重威胁.针对差分功耗分析攻击(DPA),虽然已经有部分掩码防御方案提出,但是均是使用有限域上的乘法及求逆运算代替S盒查表法,导致计算量比较大,设计复杂.一些掩码方案由于主要针对S盒变换进行设计,对算法的整体运算覆盖程度不足,也使得SM4算法并未得到全面的防护.本文提出的一种基于S盒查表方法的随机掩码方案,在无需知道和分析SM4算法的S盒的代数结构的情况下,通过对S盒进行一个随机的线性变换,同时结合多路径乘法掩码的特点,达到对算法运行中所有数据掩码的目的,从而抵御DPA攻击.最后本文分别从理论和实际进行攻击实验,得到了针对指定攻击点的具体分析结果.实验结果显示,相比于已有的掩码方案,本文的掩码方法资源消耗少,实现简单方便,代价小,能够有效消除运算时密钥或敏感数据与能量消耗之间的相关性,增强算法的安全性,抵御DPA攻击.

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差分功耗分析(DPA)作为一种获取密码芯片密钥的旁道攻击方法,对目前的信息安全系统构成了严峻挑战.作为防御技术之一,将系统运行时间随机化是一种直接有效的方法.该文建立了随机时间延迟防御DPA攻击的理论模型,从而得到了随机时间延迟抑制DPA攻击的阈值条件.为了既保证较高的DPA防御能力,又能降低计算设备额外的时间负担,基于理论模型的结论研究了时间延迟的概率分布,得出了发生一次和两次随机时间延迟时,延迟变量最优的概率分布律.

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PRESENT密码算法是2007年提出来的一种轻量级分组密码算法，适合于物联网环境下的安全加密。对PRESENT加密算法结构进行了深入研究，提出了其适合功耗攻击的两个最佳攻击点，详细介绍了针对PRESENT加密系统进行功耗分析攻击的设计与实现过程，实验结果表明未加防护措施的PRESENT加密系统不能抵御一阶差分功耗分析攻击，从而给PRESENT加密算法的安全改进提供一定的设计参考。

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为抵抗密码芯片中针对数据加密标准算法的功耗分析攻击，通过分析数据加密标准算法遭受功耗分析攻击的原理，并结合针对数据加密标准算法关键防御技术，给出了一种基于互补电路的中间值掩码DES方案设计。主要是利用双电路进行互补输出，以保证寄存器翻转保持功耗恒定，从而最大限度地降低功耗差异。根据算法性能分析结果表明：该方案可以抵抗差分功耗分析攻击，且实现简单，能够直接应用于密码芯片的电路设计中。

摘要:

基于旁路攻击原理,针对运行DES密码算法的密码系统,先进行N次密码运算,获取N个随机明文输入.再定义与密钥密切相关的函数,将基于采样时间点的信号数组集合分成两个子集合并计算其平均功耗值.同时观察差分功耗曲线某个位置是否出现明显尖峰判断之前密匙猜测是否正确.最后通过推算及差分功率分析其攻击,获取DES密码算法中第16轮子密钥K16.并从实验平台上实现了差分功耗分析攻击.