分组密码算法功耗的分析与掩码防御技术研究

《分组密码算法功耗的分析与掩码防御技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TN432学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文分组密码算法的功耗分析及掩码防御技术研究硕士研究生：张凯峰导师：喻明艳教授申请学位：工学硕士学科：微电子学与固体电子学所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN432U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPOWERANALYSISATTACKANDMA

2、SKINGCOUNTERMEASUREFORBLOCKCIPHERALGORITHMCandidate：ZHANGKaifengSupervisor：Prof.YUMingyanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：SchoolofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：Jul

3、y,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要信息安全是社会信息化和数字化建设的前提，与国民经济的发展、社会的稳定和国家的安全息息相关。密码芯片作为信息安全的核心，保障了信息的完整性、非否认性和机密性，深刻影响着以信息系统为支撑的各个领域。然而，功耗分析攻击的出现，给密码芯片自身的安全性带来了严峻的挑战。功耗分析攻击以其有效的攻击效果和潜在的发展前景，已经引起了国内外研究者的极大关注。在此背景下，

4、分析密码芯片面临的安全威胁，并且探索出相应的防范策略，对于保障信息系统的安全性有重大的意义。论文面向密码算法的ASIC实现方式，研究了功耗分析攻击的物理特性和差分功耗分析攻击原理。在此基础上搭建了功耗分析攻击模拟平台，可以快速对密码算法ASIC实现的可攻击性进行评估。该平台使用PrimeTimePX软件进行功耗模拟，依照汉明距离模型使用MATLAB进行功耗建模，并基于相关系数完成攻击过程。数据加密标准(DES)和高级加密标准(AES)是对称密码体制加密算法的典型代表，论文在完成了它们的RTL设计的基础上，分析

5、了DES和AES中可被攻击的薄弱环节，并使用功耗分析攻击模拟平台成功获取了轮密钥，证实了在密码芯片的实现中加入防护措施的必要性。在所有功耗分析攻击防护技术中，掩码技术是应用最为广泛的抗攻击措施之一，论文在深入研究掩码技术原理的基础上，完成了DES和AES算法的掩码实现，并使用功耗分析攻击模拟平台对此方案的安全性进行了评估。实验结果表明，所采用的掩码防御措施具有显著的效果，起到了抗攻击的作用。关键词：分组密码算法；密码芯片；功耗分析攻击；掩码-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInformati

6、onsecurityisthepremiseofsocialdigitalconstruction,anditiscloselyrelatedtothedevelopmentofnationaleconomyandsocialstability.Cryptochip,asthecoreofinformationsecurity,guaranteestheintegrity,non-repudiationandconfidentialityofinformationandithasaprofoundimpact

7、onvariousfieldssupportedbyinformationsystem.However,thesecurityofthecryptochipitselfhasbeenunderthreatsincepoweranalysisattackappears.Becauseofitseffectiveattackandpotentialprospectsforthedevelopment,poweranalysisattackhascausedgreatconcerntothedomesticandi

8、nternationalresearchers.Therefore,itisofgreatsignificancefortheprotectionofinformationsystemsecuritytoanalyzethesecuritythreatofcryptochipandexplorecorrespondingcountermeasures.ThisthesisisaboutASIC-or