资源描述：
《一种抗差分功耗攻击的改进DES算法及其硬件实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷 第3期计 算 机 学 报Vol.27No.32004年3月CHINESEJOURNALOFCOMPUTERSMar.2004一种抗差分功耗攻击的改进DES算法及其硬件实现蒋惠萍 毛志刚(哈尔滨工业大学微电子科学与技术系 哈尔滨150001)摘 要 该文在研究差分功耗分析(differentialpoweranalysis,DPA)模型的基础上,同时考虑DES算法的特点以及存储空间的局限性,提出了把MASK技术应用于DES算法线性部分的抗DPA攻击的改进DES算法,即DES-DPA算法,并以此为基础设
2、计了防止DPA攻击的DES-DPA模块.此外从差分功耗攻击的原理上简要说明DES-DPA算法能够有效地防止功耗分析.结果表明在基于0.25μm标准单元库工艺下,DES-DPA模块的综合规模为1914门,最大延时为9.57ns,可以工作于100MHz左右的频率下,各项性能指标均能满足智能卡和信息安全系统的要求.关键词 差分功耗分析(DPA);DES;MASK技术;信息安全中图法分类号TP918AdvancedDESAlgorithmAgainstDifferentialPowerAnalysisandItsHardwar
3、eImplementationJIANGHui2PingMAOZhi2Gang(DepartmentofMicroelectronicScienceandTechnology,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)AbstractTheadvancedDES-DPAalgorithmagainstdifferentialpoweranalysis(DPA)isprovidedbasedontheoriginalmodelofDPA.TheDES-DPAmoduleisbuil
4、taccordingtotheaboveprinciple,whichthelinearpartofthemoduleadopttheMASKtechnologyforthespecialtyoftheDESalgorithmandthelocalizationsofthestorage.AnditsefficiencyisexplainedfromtheviewofDPA’sprinciple.With0.25μmCMOStechnologylibrary,theresultshowsthatthegatecount
5、ofDES-DPAmoduleisabout1914,themaximizedelayis9.57ns,andcanbeworkedcorrectlyunder100MHz,sothatitiswellsuitedtothefieldofsmartcardandtheinformationsecurity.Keywordsdifferentialpoweranalysis;DESalgorithm;MASK;informationsecurity似然估计技术来推测加密系统中的关键信息,其密1 引 言钥的搜索空间大大小于
6、差分密钥分析和线性密钥分析等方法.Kocher声称只需检测一千条左右的功耗[1,2]信息的保密性是信息安全的一个重要方面,曲线,他们就可以破译出目前市场上大部分智能[5]保密的目的是防止破译信息系统中的关键信息.近年卡.由此可见DPA技术对加密系统而言是一种严来对信息系统最为引人瞩目的攻击形式就是利用加重的威胁,设计能够防止DPA的安全DES加密模块密硬件执行某种操作时泄漏的侧沟道信息(功耗、执对信息安全系统具有重要意义.[3,4]行时间等)来破译加密系统.利用硬件的功耗对加密系统进行攻击的方法有以下几种:简单功耗分析
7、2DPA(SimplePowerAnalysis,SPA)、差分功耗分析(Differen2tialPowerAnalysis,DPA)以及高阶功耗分析(HighOr2DES算法主要由置乱和扩散构成,易于用硬件derPowerAnalysis,HO2PA).Kocher和Jaffe在1998年实现.然而由于分组密码多次循环迭代的共性,在实提出DPA技术,该技术利用加密算法的特点和最大现该算法的过程中硬件功耗呈现某种特征.DPA攻收稿日期:2002212210;修改稿收到日期:2003207207.蒋惠萍,女,1975年
8、生,博士研究生,主要研究方向为加密硬件设计、智能卡设计和信息安全等.E2mail:jiang@hit.edu.cn.毛志刚,男,1962年生,博士,博士生导师,主要研究方向包括专用集成电路设计、容错和可测性设计、IC卡芯片设计及应用、加密处理器体系结构及信息安全等.©1995-2005TsinghuaTongfangOptical
