抗攻击的SMS4密码算法集成电路设计研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hmtllgh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
功耗分析攻击技术是最常用的侧信道攻击技术之一,由于其便于实现并且攻击效果比较好,功耗分析攻击得到了广泛的研究和应用。功耗分析攻击的基础思想是通过分析功耗曲线,获得在某个芯片内部执行加密和解密运算操作的相关信息。SMS4密码算法是国家商用密码管理办公室公布的用于无线局域网产品的密码算法,是我国公布的第一个商用密码算法,对我国密码标准的推广和发展都具有重要的意义。由于其公布的时间短,关于SMS4算法的功耗分析与故障分析的防护方法的研究目前尚未有研究成果报道。本文对SMS4密码算法的集成电路优化实现技术、功耗分析攻击与防护方法、抗功耗分析攻击的集成电路设计以及差分故障攻击防护方法进行了研究,提出了SMS4算法集成电路设计和功耗分析防护以及差分故障攻击防护的几种新方法,给出了理论推导、实验过程和结果,并进行了分析。本文主要工作特色和创新点如下:1.完成了在合成域GF ((( 22)2)2)上构造S盒的算法推导及电路实现方案的优化设计,并把有限域GF ( 28)上的乘法求逆运算转化为适于电路实现的逻辑与和逻辑异或操作,提出了一个基于合成域运算的紧凑型面积优化的SMS4密码算法电路设计方案。2.通过分析SMS4算法轮运算的结构和特点,根据线性变换L的运算特点,提出了一种对SMS4算法的差分功耗分析(DPA)攻击方法。仿真实验表明,这种DPA攻击方法对SMS4算法轮运算可行有效。3.利用随机掩码技术,提出了基于乘法掩码和加法掩码的两种SMS4算法功耗分析攻击防护方法。实验证明,这两种防护方法都能够有效地对抗一阶DPA和CPA攻击。其中,加法掩码方法不仅可以防护功耗分析攻击,还能够防护零值攻击,并且电路面积较小,是较优的一种防护方案。在此基础上,完成了基于加法掩码的抗功耗分析攻击SMS4算法VLSI的后端设计并流片。4.初步研究了SMS4算法的差分故障攻击防护方法,在算法的后四轮加入故障检测电路,提出了一种抗差分故障攻击的SMS4密码算法电路设计。本文的研究工作得到了国家自然科学基金资助项目(60606005)的支持。
其他文献
托卡马克等离子体中的带状流是极向和环向都对称并且径向波数有限的静电势涨落结构。带状流有两个分支:低频带状流和高频部分的测地声模。带状流可以抑制湍流幅度、减小径向
微环谐振器除了用作滤波器和色散补偿器,它还能够控制光的群速度,实现快、慢光效应。研究微环谐振器中光的群速度的控制具有理论和实际意义。本文以单一环耦合单一直波导的最
集成电路设计已经进入片上系统SoC阶段,即在单个芯片上实现一个包含多个数字模块和模拟模块的系统集成。作为模拟信号和数字信号的转换接口,数据转换器成为SoC芯片中不可或缺
目的:探讨噪声对铆工和试飞员听力的影响。方法:用整群抽样的方法在某飞机厂抽取703名飞机制造工人(其中铆工工人522名和试飞工人181名),进行现场卫生学调查和听力测试。结果
本文从理论和实验两个方面研究了亚波长直径液芯光纤的光学传输特性、制备及应用。首先我们从理论上系统计算了该种光纤的传播和模场特性,包括传播常数、电场分布、弯曲损耗
农村环境的日趋恶化会对国家社会经济的可持续发展造成巨大的危害。为了推进我国农村环境建设的进程,本文根据我国农村环境问题的现状,分析当前我国农村环境保护中立法和执法
从词汇的外延意义和内涵意义两个方面概述词汇文化内涵的特征,指出教师在教学中要重视词汇文化内涵的输入。结合教学实践,探究在初中英语词汇教学中培养学生文化意识的策略。
排球运动是一项需要队员之间高度协同配合的集体运动项目。在竞争日趋激烈的现代高水平排球比赛中,运动员之间的技战术、体能的差距越来越小,要想取得比赛的胜利,运动员心理
在45nm甚至更小的工艺节点下,传统的SiO2栅氧化层介质厚度已减薄至原子尺度范围,电子的直接隧穿效应将导致栅介质的泄漏电流急剧增大,器件可靠性随之下降。这严重阻碍了器件
本文研究了基于LTCC技术的宽带带通滤波器的设计方法,针对高频电路设计的需要,在三维电磁仿真软件HFSS中建立了LTCC集总电容电感结构模型,分析得出了它们的等效电路。采用HFS