ECC处理器时间随机化抗DPA攻击设计

为了提高ECC密码处理器的抗差分能量攻击能力,提出了基于软中断的时间随机化抗差分能量攻击方法。首先分析了时间随机化抗DPA攻击的原理;然后结合ECC处理器的运算特征,设计了基于软中断的时间随机化电路;最后搭建了功耗仿真平台。对设计进行仿真分析,结果表明,本设计能够满足抵抗DPA攻击,同时时间随机化部分的功耗特性在能量迹上不易被区分剔除,达到了处理器抗DPA攻击的设计要求。     

防DPA攻击的两种不同逻辑比较研究

DPA是一种非常有效的密码处理器攻击技术,它能够通过对密码处理器的功耗行为进行分析来获取密钥值。运用功耗恒定的标准单元实现密码处理器可以很好地达到防DPA攻击的目的。本文针对不同的集成电路制造工艺,分别对DIX2VSL与SABL两种不同逻辑的防DPA攻击特性进行比较分析。实验结果表明．随着晶体管沟道长度的减小,内部节点电容容对功耗恒定特性的作用逐渐减小,DDCVSL与SABL具有相近的防DPA攻击特性。同时,DDCVSL的功耗、延迟与面积小于SABL。     

基于重采样的差分频域分析方法

差分频域分析方法是常用的攻击方法之一,当设计中使用随机延时运行等其他防护措施时,现有的差分功耗分析方法已经不能开展攻击,而差分频域分析方法可以对这类防护措施实施攻击.但该攻击方法会带入更多噪声,降低攻击效率.针对以上问题,文中提出了一种基于重采样的差分频域分析方法,该方法可有效地提升攻击效率.文中首先介绍了基于重采样的差分频域分析方法的基本原理,然后搭建实验,在SASEBO GⅡ仿真板上实现一个防护措施为随机延时运行和功耗隐藏的DES算法实施攻击.实验结果表明,针对DES随机延时运行和功耗隐藏防护措施,文中提出的重采样频域攻击方法较之DPA方法可攻击成功,是多种防护措施攻击成功的实例.同时,采用重采样处理的差分频域分析方法可以有效提高信号的信噪比,将攻击效率提升一倍.     

一种抗差分功耗攻击的改进DES算法及其硬件实现

该文在研究差分功耗分析(differential power analysis，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．     

AES密码电路抗差分功耗分析设计

针对差分功耗分析（DPA）攻击的原理及特点,分析了高级加密标准（AES）的DPA攻击弱点,采用掩盖（Masking）的方法分别对AES算法中字节代换部分（SubBytes）及密钥扩展部分进行了掩盖,在此基础上完成了AES抵御DPA攻击的FPGA硬件电路设计。通过对该AES的FPGA电路的差分功耗攻击实验验证,该方法能够很好地抵抗DPA攻击。     

基于代数表达式功耗模型的差分功耗分析攻击

差分功耗分析（DPA）攻击被证明是一种非常有效的针对加密设备的攻击方法,但目前存在的几个版本的DPA攻击方法对差分信息的需求量过高,且抗干扰能力有限、稳定性不强。在研究DPA攻击的基础上对DPA攻击方法进行了重构,简化DPA攻击复杂度,并提出基于代数表达式功耗模型的DPA攻击方法,该方法能够提高攻击的准确性,降低DPA攻击对差分信息的需求量。在SASEBO-GII实验平台上的实验结果表明,在不增加时间复杂度的前提下,提出的方法能够将针对硬件执行高级加密标准算法（AES）的DPA攻击对差分信息的需求量从数千条降到数百条,甚至更低。     

基于代数表达式功耗模型的差分功耗分析攻击

差分功耗分析(DPA)攻击被证明是一种非常有效的针对加密设备的攻击方法,但目前存在的几个版本的DPA攻击方法对差分信息的需求量过高,且抗干扰能力有限、稳定性不强。在研究DPA攻击的基础上对DPA攻击方法进行了重构,简化DPA攻击复杂度,并提出基于代数表达式功耗模型的DPA攻击方法,该方法能够提高攻击的准确性,降低DPA攻击对差分信息的需求量。在SASEBO-GII实验平台上的实验结果表明,在不增加时间复杂度的前提下,提出的方法能够将针对硬件执行高级加密标准算法(AES)的DPA攻击对差分信息的需求量从数千条降到数百条,甚至更低。     

抗DPA攻击的AES算法研究与实现

Mask技术破坏了加密过程中的功率消耗与加密的中间变量之间的相关性,提高了加密器件的抗DPA攻击能力。简单地对算法流程添加Mask容易受到高阶DPA攻击的。提出了一种对AES加密过程的各个操作采用多组随机Mask进行屏蔽的方法,并在8bit的MCU上实现了该抗攻击的AES算法。实验结果表明,添加Mask后的抗DPA攻击AES算法能够有效地抵御DPA和高阶DPA的攻击。     

基于时间延迟和掩码的抗DPA方法研究

针对时间延迟技术和掩码技术的不能完全抵御差分功耗攻击的不足,在研究差分功耗攻击防御方法的基础上,提出一种时间延迟和功耗随机化的电路结构,将其应用在AES算法中,并在FPGA开发板、示波器和PC机组成的功耗采集分析平台中进行了验证;通过DPA实验,结果表明,未加防护的AES加密算法IP核能被成功攻击,而增加时间延迟和掩码防护的AES IP核具有抗DPA攻击防护能力;文章的研究方法和思路可为功耗攻击防御研究提供一定的借鉴和参考。     

针对分组密码的攻击方法研究

为提升旁路攻击对分组密码算法硬件实现电路的攻击效果,增大正确密钥与错误密钥间的区分度,提出一种针对分组密码的旁路攻击方法。结合差分功耗分析(DPA)攻击和零值攻击的特点,通过分类来利用尽可能多的功耗分量,以攻击出全部密钥。在FPGA上实现AES硬件电路并进行实验,结果表明,在20万条全随机明文曲线中,该方法恢复出了全部密钥,相比DPA攻击方法,其正确密钥与错误密钥间的区分度更大。