抗攻擊的SMS4密碼算法集成電路設計研究.pdf

1、功耗分析攻擊技術是最常用的側信道攻擊技術之一，由于其便于實現(xiàn)并且攻擊效果比較好，功耗分析攻擊得到了廣泛的研究和應用。功耗分析攻擊的基礎思想是通過分析功耗曲線，獲得在某個芯片內部執(zhí)行加密和解密運算操作的相關信息。 SMS4密碼算法是國家商用密碼管理辦公室公布的用于無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的密碼算法，是我國公布的第一個商用密碼算法，對我國密碼標準的推廣和發(fā)展都具有重要的意義。由于其公布的時間短，關于SMS4算法的功耗分析與故障分析的防護方法

2、的研究目前尚未有研究成果報道。 本文對SMS4密碼算法的集成電路優(yōu)化實現(xiàn)技術、功耗分析攻擊與防護方法、抗功耗分析攻擊的集成電路設計以及差分故障攻擊防護方法進行了研究，提出了SMS4算法集成電路設計和功耗分析防護以及差分故障攻擊防護的幾種新方法，給出了理論推導、實驗過程和結果，并進行了分析。本文主要工作特色和創(chuàng)新點如下： 1.完成了在合成域GF(((22)2)2)上構造S盒的算法推導及電路實現(xiàn)方案的優(yōu)化設計，并把有限域GF

3、(28)上的乘法求逆運算轉化為適于電路實現(xiàn)的邏輯與和邏輯異或操作，提出了一個基于合成域運算的緊湊型面積優(yōu)化的SMS4密碼算法電路設計。 2.分析SMS4算法輪運算的結構和特點，根據(jù)線性變換L的運算特點，提出了一種對SMS4算法的差分功耗分析(DPA)攻擊方法。仿真實驗表明，這種DPA攻擊方法對SMS4算法輪運算可行有效。 3.利用隨機掩碼技術，提出了基于乘法掩碼和加法掩碼的兩種SMS4算法功耗分析攻擊防護方法。實驗證明，