rsa公钥密码计时攻击研究及仿真

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1、第20期计算机技术与发展v()I．20N0．82010年8月COMPUTERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENTAug．2010RSA公钥密码计时攻击研究及仿真田军舰，寇应展，陈财森(军械工程学院计算机工程系，河北石家庄050003)摘要：密码设备在执行加解密运算时泄露的时间信息能够被攻击者捕获，进而推算出密钥，破解密码系统。该文研究了RSA公钥密码算法和计时攻击的原理，分析了RSA加解密的模幂运算过程，阐述了基于模幂运算的RSA计时攻击原理，同时进行了仿真实现。仿真结果证明了RSA密码算法在计时攻击中存在安全缺陷，也说明了计时

2、攻击与其他传统攻击相比更能准确快速地获得密钥。针对RSA公钥密码算法在计时攻击中存在的缺陷以及面临的安全威胁，讨论了抵御计时攻击的措施。关键词：计时攻击；RSA；模幂运算；公钥密码中图分类号：TP309．7文献标识码：A文章编号：1673—629X(2010)08—0150—04ResearchandSimulationofTimingAttacksonRSATIANJun-jian，KOUYing—zhan，CHENCai—sen(Dept．ofComputerEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，

3、Shljiazhuang050003，China)Abstract：Timeinformationfromcipherdevicetoperformencryption／decryptioncouldbecapturedbyattacker．ItiseasytOconj~turethesecretkeyandthenbreakcryptosystem．GivesaresearchonRSApublic—keyalgorithmandtimingattacksagainstRSA，analyzestheprocessofmodularexpo

4、nentiation，andillnstmt~thetheoryoftimingattackonmodularexponentiation．Atthesametime，itissimulat．eelandtheresultshowsthatRSAalgorithmagainsttimingattacksisvulnerable．A1S0itproposedthatitcangetthesecretkeyfasterandp~eiserintimingattackthanothertraditionalattacks．Intheend，di~

5、umhowtodefensethetimingattackusingKeywolds；timingattack；RSA；modularexponentiation；publiccryptographyO引言相关的信息，推算出加密系统在计算中涉及到的秘密RSA是由三位MIT的学者Rivest、Shamir与参量。计时攻击[3(TimingAttack)作为旁路攻击中的Adleman于1978年提出的公钥密码算法。它是目前一种重要攻击方式，是根据密码算法在执行时表现出使用最为广泛的公钥密码算法之一，已成为公钥密码的时间差异，推断出相关的密钥信息

6、。因为计时攻击的国际标准。该算法的数学基础是数论中的Euler定不需要特殊的设备，实施简单，并且攻击成功率高，所理，其安全性建立在大整数因子分解的困难性之上。以是最具威胁的一种攻击方式。RSA密码算法不但可以应用于加解密，而且还可文中主要研究了针对RSA密码算法的计时攻击以应用在数字签名、密钥交换等领域。对于使用正确、原理，设计了攻击过程，并且通过仿真实现成功获取了密钥强健的RSA来说，用传统的数学分析和穷举攻击RSA的512位密钥，最后讨论了抵御这种攻击的措进行破解几乎是不可能的。然而，近年来诞生了一类施。新的解密技术，称为旁路攻击【1J

7、(SideChannelAt—tacks)。旁路攻击主要针对硬件设备在进行密码运算1计时攻击原理时通过各种渠道(如声波、电磁辐射、功耗、时序等)泄计时攻击作为旁路攻击的一种，它试图攻击的是漏的敏感信息，进行收集分析，并从中提取和密码操作密码算法的实现而不是算法本身，只要密码系统在对不同密文执行解密时存在时间差异，其密钥就可能被收稿日期：2oo9—12—10；修回日期：2010—02—09计时攻击破解。基金项目：国家自然科学基金资助项目(60772082)；军械工程学院加密系统处理不同的输入信息所消耗的时间会有科学研究基金(YJJXM0703

8、3)微小的差别，其中的原因包括[]：对不必要的操作进行作者简介：田军舰(1985一)，男，河南南阳人，硕士研究生，研究方向为网络安全；寇应展，教授，硕士生导师，研究方向为网络安全