一類(lèi)加密算法的功耗分析及其防御研究.pdf

1、隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的飛速發(fā)展,信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,在更好地為人類(lèi)提供服務(wù)的同時(shí),也帶來(lái)了一個(gè)極為嚴(yán)峻的信息安全問(wèn)題。信息安全不僅關(guān)系到個(gè)人的切身利益,也深刻地影響著整個(gè)國(guó)家民族的整體利益。因此,國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域一直對(duì)信息安全的核心問(wèn)題,即密碼算法的安全性,進(jìn)行深入研究和探討。
　　 功耗分析攻擊是一種新型密碼破解方法,它不是對(duì)算法本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳統(tǒng)分析,而是從密碼算法實(shí)現(xiàn)的角度,對(duì)加密芯片運(yùn)行中所泄漏的功耗信息進(jìn)

2、行統(tǒng)計(jì)分析,從而判斷密碼算法的關(guān)鍵值。由于功耗分析實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,成功率高等優(yōu)點(diǎn),成為最具威脅的旁路攻擊方法之一。研究功耗分析如何破解密碼算法中的密鑰的關(guān)鍵技術(shù),并以此為基礎(chǔ)提出防御功耗分析的安全密碼算法是非常必要的。
　　 本文主要針對(duì)一類(lèi)分組密碼算法DES、AES算法的功耗分析方法及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,完成的主要工作如下:
　　 1、提出一種簡(jiǎn)潔有效的功耗模型。在CMOS電路功率消耗原理的基礎(chǔ)上分析功耗攻擊與動(dòng)態(tài)功耗的關(guān)系,

3、提出一種基于漢明距離和漢明重量的功耗模型,并以此模型為基礎(chǔ),提出功耗分析攻擊方案和D函數(shù)的選擇原則,通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證模型和攻擊方案的有效性。
　　 2、提出一種改進(jìn)的AES算法抗二階功耗分析攻擊。以固定值掩碼方法為基礎(chǔ),針對(duì)其不能抵抗二階差分功耗分析攻擊的弱點(diǎn)做出改進(jìn),提出一種隨機(jī)化和固定值擴(kuò)展相結(jié)合抗二階差分功耗分析攻擊的方案,并完成改進(jìn)后的算法IP核設(shè)計(jì)。
　　 3、設(shè)計(jì)并自主開(kāi)發(fā)一個(gè)功耗分析仿真軟件。該軟件完成對(duì)硬件描