公钥密码的抗边信道攻击研究与实现

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1、万方数据申请上海交通大学博士学位论文公钥密码的抗边信道攻击研究与实现姓名：刘红明申请学位级别：工学博士专业：电路与系统指导教师：周玉洁教授上海交通大学电子信息与电气工程学院2014年5月万方数据ThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforthePhDDegreeRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFCOUNTERMEASURESAGAINSTSIDECHANNELATTACKSFORPUBLICKEYAuthor：HongmingLiuAcademicDegreeAppfied

2、for：DoctorofEngineeringMajor：CircuitandSystemAdvisor：Prof．YujieZhouSchoolofElectronic，InformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai，ER．ChinaMay，2014万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导予，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明弓1用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作

3、品成果。对本文的研究做出重要贡献的个入和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：调≯年(宝、}硎秒曰万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印j缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在：年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密酊／(请在以上方框内打

4、“4”)学位论文作者签名：勇i黟谰日期：调p年f月矽墨臼万方数据上海交通大学博士学位论文答辩决议书嘲啪蛐嘲mⅢl0090349005所在姓名文

5、J红明学号0090349005电路与系统学科答辩指导教师周玉洁2014—05—27电信楼群l号楼5楼会议室日期地点论文题目公钥密码的抗边信道攻击研究与实现投票表决结果：y／钉5-(同意票数／实到委员数／应到委员数)答辩结论：日通过口未通过评语和决议；刘红明博士论文针对公钥密码的抗边信道攻击及防御技术开展了研究，论文选题正确，具有理论提升的意义和应用价值。论文的主要工作和创新点如下：一，针对MIST模

6、幂算法泄露的功耗信息的问题，提出了一种改进型的。MIsT模幂算法以抵抗功耗分析攻击，并将此方法应用于标量乘算法使得提出的标量乘算法也可抵抗功耗分析攻击：并针对MIST模幂算法容易受到故障注入分析攻击的问题，提出了一种基于校验机制。增强型MIST摸幂算法以抵抗故障注入分析攻击。实验结果表明上述方法具有有效性。二，研究了标量乘算法与泄露的功耗相关性问题，提出一种高效的多标量乘算法可抵抗简单功耗分析的；并结合随机分割标量技术，提出一种多标量乘算法可以抵抗差分功耗分析。并通过实验验证。三，研究抗攻击技术实现的问题，基于优化的蒙哥马刹算法设计一种高效

7、的模乘架构，进而硬件实现RSA和ECC算法，以软硬件结合的方法实现了RSA和ECC抗边信道攻击技术。论文研究成果有创新性，表明刘红明同学已掌握了本领域扎实韵基本理论和系统的专门：知识，具有从事科研工作韵能力。论文答辩中思路清楚，正确回答了答辩委员提出的问题。经答辩委员会无记名投票表决，一致同意通过该同学的博士学位论文答辩，建议校学位评定委员会授予刘红明同学工学博士学位。沁l乒年5月叼曰答职务姓名职称单位签名辩主席戎蒙恬教授上海交通大学电子信息与电气工程学院(电子糯惨系)委委员冉峰教授上海大学蚜皤员会委员朱杰教授上海交通大学电子信息与电气工程

8、学院(电子，芳杉成系)员委员曾晓洋教授复旦大学弋觏／签委员郑世宝教授上海交通大学确结瓠：名秘书刘文江讲师上海交通大学园跃A沈／万方数据上海交通大学工学博士学位论文摘要公钥密码的抗边信道攻击研究与实现摘要随着信息技术的发展，信息安全也越来越受到社会的广泛关注与重视，使得可以实现多种密码技术的公钥密码学也得到广泛应用。为了更加安全和高效，通常在嵌入式设备中硬件实现公钥密码算法。然而这又很容易引起边信道攻击。边信道攻击指的是攻击者通过分析安全芯片进行密码运算时泄露出来的边信道信息而获取密钥。一般来说，边信道信息主要包括密码运算的运行时间、功耗、电

9、磁辐射、错误结果等。与之对应的攻击分别是时间分析攻击、功耗分析攻击、电磁辐射分析攻击、故障注入分析攻击。其中功耗分析又分为简单功耗分析和差分功耗分析。电磁辐射分析与功耗分析在分析