轻量级 PRESENT 加密算法功耗攻击研究-论文.pdf

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1、第31卷第3期计算机应用研究V01．31No．32014年3月ApplicationResearchofComputersMar．2014轻量级PRESENT加密算法功耗攻击研究术李浪，李仁发，李肯立，王奕，焦铬，邹袜(1．衡阳师范学院计算机科学系，湖南衡阳421002；2．湖南大学信息科学与工程学院，长沙410082)摘要：PRESENT密码算法是2007年提出来的一种轻量级分组密码算法，适合于物联网环境下的安全加密。对PRESENT加密算法结构进行了深入研究，提出了其适合功耗攻击的两个最佳攻击点，详细介绍了针对P

2、RES．ENT加密系统进行功耗分析攻击的设计与实现过程，实验结果表明未加防护措施的PRESENT加密系统不能抵御一阶差分功耗分析攻击，从而给PRESENT加密算法的安全改进提供一定的设计参考。关键词：PRESENT；差分功耗分析攻击；最佳攻击点中图分类号：TP309文献标志码：A文章编号：1001．3695(2014)03．0843—03doi：10．3969／j，issn．1001-3695．2014．03．049DifferentialpoweranalysisattacksonPRESENT一_●LILang，

3、LIRan-~a，LIKen—li，WANGYi，JIAOGe，ZOUYi。(1．Dept．ofComputerScience，HengyangNormalUniversity，Hengyang421002，China；2．CollegeofInforrr~．tionScience&Engineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：PRESENTalgorithmwasdesignedasalightweightblockcipheralgorithm

4、in2007．PRESENTissuitableforthese—curityofencryptionintheenvironmentoftheInternetofThings(IoT)．ThispaperstudiedPRESENTalgorithmin—depth，andproposedtwopoweranalysisattackpoints．ItintroducedpoweranalysisattacksonPRESENTanditsimplementationproeessindetail．Theexperi

5、mentalresultsshowthatunprotectedPRESENTencryptionsystemcannotresistthefirst-orderdifferentialpoweranalysisattack．TheresearchescanimprovethesafetyofthePRESENTencryptionalgorithm．Keywords：PRESENT；diferentialpoweranalysisattack；thebestpointofattack2007年在CHES2007国际

6、会议上由Bogdanov等人”提出的智能卡或加密节点开发设计的，虽然是轻量级密码算法，但的轻量级密码算法，该算法是为资源受限环境下的加密而研究完全的31轮PRESENT密码算法可以抵抗现有的数学攻击。的，特别适合目前的物联网环境下安全应用，如RFID、传感器它的设计思路借鉴了DES加密算法，但具体实现还是有很大节点加密等。加密算法自身的安全性是非常重要的，对密码算差别，PRESENT的s盒是4位进4位出，位移和模2加运算，法的攻击与防御研究一直没有停止过。近年来出现了～种新同时，PRESENT的轮函数采用sP结构(替

7、代一轮换)，而DES的攻击方法——功耗攻击，与其他密码攻击方法相比较，功采用FEISTEL结构；相比DES、AES等加密算法更适合资源受耗攻击这种方式具有成本不高、时间复杂度小等优点J。因限的物联网安全应用。PRESENT分组长度为64bit，密钥长度此，目前这一攻击方法与防御对策相关研究在学术及工业界是可以为80bit或128bit；64bit明文经过31轮的迭代和最末轮热点问题，同时也促使了密码芯片安全标准进行了新的修订。白化运算后得到需要的64bit密钥；PRESENT算法加密运算目前相对来说PRESENT密码

8、算法的功耗攻击与防护研究成流程如图1所示。算法1是PRESENT的伪代码描述。果见诸发表的学术成果不多。一方面是由于PRESENT算法目算法1PRESENT加密运算前还没有进入广泛应用的阶段，相关的研究开展不多，另一方generateRoundkeys()面是由于PRESENT算法公布时间较短【4。但随着物联网的fori=1to3ld0addR