基于微控制器的AES激光注入攻击研究

密码设备面临故障攻击的威胁,针对密码芯片的故障攻击手段研究是密码学和硬件安全领域的重要研究方向.脉冲激光具有较好的时空分辨性,是一种准确度较高的故障攻击手段.该文详细描述了激光注入攻击的原理和方法,以集成AES-128算法的微控制器(MCU)为例实施了激光注入攻击实验.实验以微控制器的SRAM为攻击目标,分别成功实现了差分故障攻击和子密钥编排攻击,恢复了其16 Byte的完整密钥,其中后一种攻击是目前首次以激光的手段实现.研究表明,激光注入攻击能准确定位关键数据存放的物理位置,并能在任意的操作中引入错误,实现单比特的数据翻转,满足故障攻击模型的需求.激光注入攻击能在较短时间内完成自动攻击和密文收集,攻击过程贴近真实场景,对密码芯片具有极大的威胁.     

基于AES密码芯片的DPA攻击技术分析

关于AES密码芯片相应的DPA攻击技术实现方法,而且基于Atmel—AES平台应用DPA攻击技术可以分析获得AES相应的密钥,从而能够证明AES算法对于DPA攻击时体现出来的薄弱环节,同时也可以证明对AES芯片抵抗DPA攻击进行相关研究的必要性。     

一种抗注入攻击的高速AES算法设计

为了提高AES抵抗故障注入攻击的能力,各种各样的抵抗措施相继被提出。很多嵌入式系统中,都使用AES来提高系统的安全性。然而,自然和恶意注入故障降低了AES算法的鲁棒性,并且还可能导致私人信息泄漏。对并发的故障检测方案进行了研究,用以实现可靠的AES算法,进而提出了一种基于改进型AES结构的故障检测方案。将轮变换拆分成2部分,并且在这2部分中间加入了流水设计。仿真结果显示,其错误覆盖率达到了98.54%。此外,该方案和前人所提出的方案都在最新款的Xilinx Virtex系列FPGA芯片上得到了实现。对这些方案的硬件开销、频率及吞吐量进行比较,结果显示,该方案要优于前人所提出的方案。     

基于标识的SQL注入攻击防御方法

注入式漏洞已成为Web应用程序的首要安全风险,而由于SQL注入漏洞的广泛流行和Web应用程序数据库所包含的各种重要内容对攻击者的高吸引力,使得SQL注入攻击也成为了近年来最流行的入侵方式。基于标识的SQL注入攻击防御系统通过将处理后的SQL查询语句与对应的调用方法的堆栈地址相结合,生成对应的唯一标识符,并通过该标识符来判定SQL查询语句的合法性,将恶意SQL查询与合法SQL查询区分开来,有效保证了对大多数SQL注入攻击的防御。     

基于深度残差神经网络的AES密码芯片电磁攻击研究

基于分而治之方法提出了一种在完全未知明文、密文及泄露中间值情况下的电磁泄漏攻击方法.设计深度残差神经网络模型,对基于现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array,FPGA）的密码芯片高级加密标准（advanced encryption standard,AES）加密算法进行了电磁分析攻击.该模型包括数据扩展层和深度残差层两部分.数据扩展层将一维电磁信号数据扩展到二维,有效降低了模型的训练难度;深度残差层是基于残差块的深度神经网络,有效解决了深层网络的收敛难、调优难等问题.在明文和密文完全未知的情况下,仅仅通过采集到的电磁泄漏信号,利用该模型对密钥的最后两位进行了恢复实验,实验结果表明准确率达到了91.8%.在同等条件下,该模型的准确度比支持向量机（support vector machine,SVM）模型提升了近8%.     

电力系统中假数据注入攻击研究

假数据注入攻击是电力系统安全研究的重要问题之一,对智能电网发展趋势下的电力系统安全、稳定运行具有重要的意义.综述了电力系统中假数据注入攻击的研究进展,分析了EMS和假数据注入攻击的原理,并对假数据注入攻击研究工作进行了介绍,最后总结了研究现状中存在的问题以及需要进一步研究的工作.     

AES加密设备的差分能量攻击原理与仿真

旁路攻击是目前信息安全技术领域一个备受瞩目的热点,绕过传统的密码分析方法,利用加密解密设备在进行数据处理时泄露出来的信息比,如运行时间、功耗等对密码系统进行分析和攻击.而DPA（differential power analysis）攻击是较为常见的一种旁路攻击.文中对DPA攻击和AES加密算法进行简单介绍,并在此基础上进行标准DPA攻击的仿真,为能量攻击分析提供一定的理论依据和实验数据.     

基于随机加法链的高级加密标准抗侧信道攻击对策

侧信道攻击已经对高级加密标准(AES)的硬件安全造成严重威胁,如何抵御侧信道攻击成为目前亟待解决的问题。字节替换操作作为AES算法中唯一的非线性操作,提高其安全性对整个加密算法有重要意义。该文提出一种基于随机加法链的AES抗侧信道攻击对策,该对策用随机加法链代替之前固定的加法链来实现有限域GF(2⁸)上的乘法求逆操作,在此基础上研究随机加法链对算法安全性和有效性方面的影响。实验表明,所提随机加法链算法比之前固定的加法链算法在抵御侧信道攻击上更加安全、有效。

     

AES密码算法的FPGA实现与仿真

通过对高级加密标准AES算法进行描述,给出了基于FPGA设计的具体设计流程和方法。采用多轮加密过程共用一个轮运算的顺序结构。由于文中的加密模块与解密模块采用相关且不同的初始密钥和不同的密钥扩展模块,结果加强了通信的安全性。采用16位并行总线数据结构,利用16位输入128输出的 FIFO 数据缓存器对输入数据进行缓存,从而完成数据的加解密。最后通过 ISE 13.1仿真验证了该算法设计的正确性。     

基于MIPS处理器的AES算法指令集扩展方法与实现

由于MIPS处理器数据总线宽度的限制,其扩展的AES(高等加密标准)指令集无法有效实现其并行性的特点.为了提高AES扩展指令集的并行处理能力,利用MIPS处理器中乘法结果寄存器.可以一次实现对64比特数据的AES处理,有效利用处理器自身资源提高指令集的并行处理能力.同时,利用MIPS处理器的空闲流水周期可以流水化AES中的关键运算,缩短其关键路径以降低扩展执行单元对流水周期的影响,对不同实现方式的性能进行比较,结果表明该方法缩短了AES算法中复杂运算的关键路径长度从而使处理器的工作频率不受增加的功能单元的影响,同时有效地减少了芯片面积,并且继承了软件编程灵活性的优点。     

EPON中的鉴权和加密方案的研究

基于以太网的无源光网络(EPON)是一个点到多点的系统,面临着很多安全隐患.为此,本文介绍了一种鉴权和将改进了的ECC与AES相结合的数据加密方案,并对这个加密方案在已知密钥的保密性、危及密钥安全的假冒、显式密钥鉴权和共享密钥的未知性等方面进行了性能分析.     

基于FPGA硬件加密的设计与实现

以FPGA芯片Cyclone II系列为核心,构建FPGA硬件平台,提出一种以资源优先为目的的DES、AES加解密设计方案。通过分析S盒的非线性特征,构造新的复合域变换,避免因同构变换产生的资源损耗。加解密过程中利用轮函数硬件结构的复用,达到硬件资源占用的最小化。整体采用内嵌流水线结构,减少逻辑复杂度的同时提高处理速度。实验结果验证了FPGA硬件加密的资源占用率远低于ASIC的硬件加密,执行速度达到Gbit/s,加密性能大大提高。     

利用单反射调速管在X波段频率上的AES加密FSK生成

This paper describes a high security data transmission system over X-band microwave frequency. The paper has two parts. The first part deals with encryption of binary data by Advanced Encryption Standard (AES) using VHDL modeling of Field Programmable Gate Array (FPGA). The second part deals with a novel idea of transmitting the encrypted data by using a single klystron.This requires the simultaneous generation of a pair of two independent RF frequencies from a reflex klystron working for X-band frequency range. In this scheme, the klystron is suitably biased on the repeller terminal and superimposed on a train of AES encrypted binary data so as to create two RF frequencies one corresponding to negative peaks and the other one to the positive peaks of the data resulting in an Frequency Shift Keying (FSK) signal.The results have been verified experimentally.     

针对AES第一轮的汉明重代数攻击研究

将差分功耗分析的汉明重量模型与传统的代数攻击相结合,实现了针对128位密钥的AES密码算法第一轮的功耗代数攻击.在攻击实验中,改进了汉明重量函数,并证明了利用此函数能够通过进一步计算的相关系数r明显区分出正确密钥字节与错误密钥字节,在最短时间内获得正确的真实的全部密钥字节,对比其他同类研究更具适用性和高效性.     

基于FPGA加密芯片的DPA实现与防御研究

差分功耗分析是破解AES密码算法最为有效的一种攻击技术,为了防范这种攻击技术本文基于FPGA搭建实验平台实现了对AES加密算法的DPA攻击,在此基础上通过掩码技术对AES加密算法进行优化与改进。通过实验证明改进后的AES算法能有效的防范DPA的攻击。     

密码算法的研究综述

对密码算法进行了概述和分类,并在此基础上论述了密码算法的现状。在哈希函数方面,研究了在MD5和SHA-1被破解后HMAC的健壮性是否变化;在对称密钥算法方面,论述了AES的特点并将其与DES,3DES及IDEA进行了比较;在非对称密钥算法方面,比较了RSA,DSA和ElGamal,并且详细说明了ECC。最后对密码算法的发展进行了展望。