抗功耗分析加密算法硬件设计技术的研究

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1、摘要功耗分析是近年来密码领域中一种比较重要的密码分析技术，它根据加密系统中所进行的操作和操作数与功耗之间的相关性，推测出攻击者所需的关键信息，而且无论是软件实现加密算法或是由专门加密模块／加密协处理器来实现加密算法，攻击者均可以获得相应的功耗曲线，在获得所需的内容后，加密系统本身完好，不会导致数据的任何改变，因而非常难于检测。功耗分析技术对加密系统而言是一种严重的威胁。研究功耗分析技术如何破译加密算法中的密钥，并以此为基础提出防止功耗分析的安全加密算法是非常必要的。本论文主要针对功耗分析技术的特点，对加密算法硬件实现技术进行了研究，提出具体的防止

2、功耗分析的方法。本文在第一章论述了信息安全的基本原理，并对数据加密技术的重要性进行了简要概括，指出了现在流行的密码攻击手段——功耗分析的危害；数据加密标准(DEs)是应用最广泛的分组加密算法，对其进行研究具有代表性，第二章论述了DES加密算法的一般原理及加密方法；密码分析技术的原理是提高密码抗分析能力的关键性问题，第三章论述了密码分析技术的类型，并着重分析了功耗分析的机理；第四章在分析各种抗功耗分析方法优缺点的基础上，考虑到硬件设计要尽可能简化电路、缩小面积，提出了抗功耗分析DES算法的硬件实现方法；最后一章设计了DES硬件实现的整体结构，对算法

3、工作流程做了详细分析，并给出了仿真结果。关键词：信息安全：数据加密标准：旁路分析：功耗分析AbstractPoweranalysisisakeytechniqueinencryptionfield，whichCanreducetheimportantinformationthattheattackerwanted．Andthistechniqueisbasedonitscross—correlationbetweentheoperationinstructionanddatainencryptionsystem．Theattackercanobt

4、aintherelevantpowerCHIVESeasily,whethertheencryptionsystemwasrealizedbyhardwareorsoftware，andthatanydatadidn’tbeinfluencedinthatencryptionsystem，SOthatthiskindattackisdifferenttodetection．Poweranalysistechniqueisaseriousmenaceforencryptionsystem，anditisverymeaningthathowtobre

5、aktheencryptionsystemusingpoweranalysistechniqueanddesigningadvancedencryptionalgorithmsthatCanpreventpower．Inthisthesis，thecharacteristicandkeytechniquesofpowerattackswerestudied，andanalyzedtheencryptionhardware,SOthatadvancedencryptionalgorithmwereprovided．Inthefirstchapter

6、,thebasicprinciplesofinformationsecuritydisplayandtheimportanceofdataencryptiontechnologyhasbeendealtwith．Italsopreviewsthedangersofthepopularpasswordpoweranalysis．Dataencryptionstandard(DES)isthemostwidelypacketencryptionalgorithm，theDESencryptionalgorithmandthegeneralprinci

7、plESofencryptionmethodsdisplayinthesecondchapter,theprinciplesofciphel"analysisisakeyissuetoimprovetheanalyticalcapacity,inthethirdchapterthetypesofanalysistechnologyhavebeendealtwithandthemechanismofpoweranalysishasalsobeenhighlightedexplained．Inthefourthchapter,theimplement

8、ationoftheDESalgorithmhardwaredisplayonthebasisoftakingintoaccountth