智能卡芯片的抗功耗攻擊研究.pdf

1、近年來(lái)出現(xiàn)的旁路攻擊技術(shù)是一種快速、低成本、可實(shí)施的密碼芯片攻擊技術(shù)，因其可有效獲取密碼芯片中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和密鑰而已嚴(yán)重威脅到了智能卡芯片的安全性。而功耗攻擊是目前最有效和最具代表性的一種旁路攻擊技術(shù)，因此功耗攻擊就成為了當(dāng)前及未來(lái)信息安全領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　 本文結(jié)合智能卡芯片中常用的DES、RSA、ECC三種密碼算法對(duì)功耗攻擊進(jìn)行了研究，包括簡(jiǎn)單功耗攻擊SPA、差分功耗攻擊DPA和高階差分功耗攻擊HO-DPA，具體工作成果如下：

2、
　　 首先，對(duì)采用改進(jìn)的Masking方法前后的TDES密碼電路進(jìn)行了DPA攻擊，指出該方法存在缺陷一致不能抵抗DPA的攻擊；進(jìn)一步給出了針對(duì)該方法的二階DPA攻擊分析，指出單純的在算法層面采用掩碼方法極易受到HO-DPA攻擊；提出了一種Pipeline結(jié)構(gòu)的DES實(shí)現(xiàn)方案，使被加密的明文之間互為噪聲，有效的屏蔽了差分功耗信息，由于硬件成本合理且不影響算法的執(zhí)行速度，因此該方案具有較好的實(shí)用性。
　　 其次，研究了RS

3、A密碼算法的功耗攻擊原理和防御方法，指出Ha等人提出的基于信息掩蓋指數(shù)算法的防御方案存在計(jì)算效率上的缺陷，并在該方案基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的RSA-CRT防御方法，避免了在計(jì)算過(guò)程中進(jìn)行模逆運(yùn)算，有效地提高了執(zhí)行效率；同時(shí)，該方法可以抵抗已知的SPA、DPA、RDA和(N-1)攻擊。
　　 最后，研究了針對(duì)ECC算法的SPA、DPA、RPA和ZPA攻擊方法及相應(yīng)的防御策略，并基于信息掩蓋指數(shù)算法和采用NAF窗口編碼算法設(shè)計(jì)了三種不