一類加密算法的功耗分析及其防御研究.pdf

1、隨著社會信息化進程的飛速發(fā)展,信息技術(shù)已廣泛應用于社會生活的各個領域,在更好地為人類提供服務的同時,也帶來了一個極為嚴峻的信息安全問題。信息安全不僅關(guān)系到個人的切身利益,也深刻地影響著整個國家民族的整體利益。因此,國內(nèi)外相關(guān)領域一直對信息安全的核心問題,即密碼算法的安全性,進行深入研究和探討。
　　 功耗分析攻擊是一種新型密碼破解方法,它不是對算法本身結(jié)構(gòu)進行傳統(tǒng)分析,而是從密碼算法實現(xiàn)的角度,對加密芯片運行中所泄漏的功耗信息進

2、行統(tǒng)計分析,從而判斷密碼算法的關(guān)鍵值。由于功耗分析實現(xiàn)簡單,成功率高等優(yōu)點,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。
　　 本文主要針對一類分組密碼算法DES、AES算法的功耗分析方法及關(guān)鍵技術(shù)進行研究,完成的主要工作如下:
　　 1、提出一種簡潔有效的功耗模型。在CMOS電路功率消耗原理的基礎上分析功耗攻擊與動態(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,提出功耗分析攻擊方案和D函數(shù)的選擇原則,通過實例驗證模型和攻擊方案的有效性。
　　 2、提出一種改進的AES算法抗二階功耗分析攻擊。以固定值掩碼方法為基礎,針對其不能抵抗二階差分功耗分析攻擊的弱點做出改進,提出一種隨機化和固定值擴展相結(jié)合抗二階差分功耗分析攻擊的方案,并完成改進后的算法IP核設計。
　　 3、設計并自主開發(fā)一個功耗分析仿真軟件。該軟件完成對硬件描