可信平台中抗侧信道攻击的rsa算法改进研究

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1、可信平台中抗侧信道攻击的RSA算法改进研究　　摘要：可信计算是信息安全领域研究的热点，研究可信平台模块的安全性具有重要意义。可信平台模块传统RSA加密算法缺少物理保护，具有受到侧信道攻击的风险。根据抵抗侧信道攻击的传统RSA算法，提出了一种改进方法，将RSA添加伪随机数操作方案改进为在遇到0b时通过0，1随机数判断是否执行伪随机操作，减少了模乘运算量。研究表明，在保证安全性的前提下，改进的RSA算法可提高模块计算效率关键词：可信平台模块；RSA；侧信道攻击；伪随机操作中图分类号：TN915.08?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（

2、2016）19?0067?04Abstract：Thetrustedcomputingisaresearchhotspotinthefieldofinformationsecurity，andthestudyofthetrustedplatformmodule（TPM）securityhasthegreatsignificance.ThetraditionalRSAencryptionalgorithmofTPMlacksofphysicalprotection，andhastheriskofside?channelattacks.Accord

3、ingtothetraditionalRSAalgorithmtoresisttheside?channelattacks，animprovedmethodisputforward.Theschemeofaddingpseudo?randomnumberoperationintoRSAisimprovedtodeterminewhetherexecutingpseudo?randomoperationwith0and1randomnumberswhileencounteringa0b，soastoreducethemodularmultiply

4、operation.TheresearchshowsthattheimprovedRSAalgorithmcanimprovethemodulecalculationefficiencywhileguaranteeingthesecurity.Keywords：trustedplatformmodel；RSA；side?channelattack；pseudo?randomoperation0引言随着信息技术的不断发展，信息安全的形势也变得越来越严峻[1]。信息安全研究滞后于威胁，且相当多的安全隐患是来自于计算机终端，这就要求计算机的硬件系统和

5、操作系统必须不断提高其安全性。可信计算是信息安全领域的研究热点，已经取得令人鼓舞的成果。可信是一种信息系统安全新技术，把社会中的管理经验应用到计算机网络中，通过建立可信条件保证计算机网络的安全性[2]。目前，可信计算已经成为国际的热门研究方向，其核心可信平台模块已经安装到了几乎所有的计算机中[3]可信平台模块是可信计算平台的信任根，为用户提供确保平台安全可靠的证明。可信平台模块设计比较成功，但同时也存在一些问题。文献[1]中指出可信计算的核心部分――可信平台模块总体上设计是成功的，但其中缺少芯片本身物理方面的安全设计。可信平台模块采用RSA加密

6、方式，一旦RSA密钥被破译，那么可信平台模块将失去安全，因此改进RSA加密方式即可抵抗现有攻击。相比分组密码，RSA加密方式的安全性较高，但运算时间却是分组密码的几倍，因此提高RSA运算速度也亟待解决。针对可信平台模块中的这两个问题，结合已有抗侧信道攻击的RSA算法，提出了一种改进的RSA算法，希望为今后可信平台模块的设计提供帮助1RSA算法基本理论1.1传统RSA算法RSA是一种安全性极高的非对称加密算法，其本质是大整数难以分解为大素数因子但在工程实际中，加密过程远没有理论上那么容易，因为选取的操作数都非常大，计算机无法存储大量的中间结果，因

7、此必须采用模运算迭代和乘法运算相结合的方法1.2RSA算法的实现实际计算中RSA算法进行模运算迭代和乘法运算，每次的中间运算结果都需要模上[N，]以保证结果不大于模数[N。]导致了计算量与公钥[e]和私钥[d]的大小相关以RSA解密为例，其实现方法为：[CdmodN=（M×M×M…M）modN=[（M×M）modN×Md-2]modN=[（（M×M）modN×M）modN×Md-3]modN=[（（（M×M）modN×M）modN）…M]modN]1.3Binary改进算法Binary算法中，[C]为密文，[N]为模数，[d]为密钥。步骤3和步

8、骤4是循环体，分别执行模数迭代和乘法运算。根据比特是否为1，决定是否进行模数迭代。其运算量与密钥[d]的长度以及其汉明重量有关。Binary算法将RS