一种新型的密码芯片安全评估方法

安全性评估是密码芯片设计中的重要环节.传统的安全性分析方法主要包括泄漏评估和侧信道攻击,但是这些方法需要采集大量功耗曲线,对时间和采集设备都有较高要求.提出了利用芯片仿真波形进行安全性分析,并基于此设计了一种仿真安全分析软件.实验结果表明,仿真波形分析能够快速检测出加解密运算过程中出现的信息泄漏,且仿真分析需要的曲线条...     

密码算法安全-侧信道泄漏评估技术的研究及应用

密码设备是否安全并不能单纯依赖于密码算法数学上的计算不可行性,其在实际运行过程中泄漏的物理信号更值得关注.文章针对目前国内常用密码算法SM4进行分析,评估其运行过程中的侧信道泄漏信号是否存在攻击的可能,设计了相关检测实验验证了文章提出的SM4算法泄漏评估方法的有效性.     

FPGA上抗侧信道攻击的密码算法实现

密码算法在运行时可能会受到侧信道攻击,抗侧信道攻击的FPGA密码算法实现是目前研究的一个热点。通过随机数保护关键数据的S盒移位掩码法被认为是一种有效的防御手段。采用该方式实现的密码算法在提高运行安全性的同时,可能会带来硬件资源开销的增加及加解密速度的降低。通过对SM4算法的实现表明,采用合适的实现方式时S盒移位掩码法抗侧信道攻击实现对算法硬件资源开销及加解密速度影响不是太大,具有一定的实用价值。     

基于差异度的密码芯片旁路攻击研究

针对旁路攻击方法存在的样本量大、分析时间长等问题,结合微控制器的系统结构,分析了旁路泄漏信号的噪声来源及其差分抑制方法;定义了信号差异度和汉明距离差异度,分析了二者间的反比映射关系;利用加密过程中差异度的变化特征,提出了基于差异度的密钥分析方法;以DES密码算法为验证目标,仅用150组功耗轨迹,分析用时1.03 s破解了密钥,可推广应用于以通用微控制器作为实现载体的其他分组密码系统。     

针对密码芯片频域互信息能量分析攻击

在对密码芯片进行时域上互信息能量分析基础上,提出频域上最大互信息系数能量分析攻击的方法。该方法结合了密码芯片在频域上信息泄露的原理和互信息能量分析攻击的原理,引入了最大互信息系数的概念,避免了在时域上进行曲线精确对齐的操作,并针对国产密码算法SMS4进行了攻击测试。实验表明,频域上最大互信息系数攻击的有效性扩展了侧信道能量分析攻击的方法。     

密码产品的侧信道分析与评估

作为一类重要的信息安全产品,密码产品中所使用的密码技术保障了信息的保密性、完整性和不可抵赖性。而侧信道攻击是针对密码产品的一类重要的安全威胁,它主要利用了密码算法运算过程中侧信息(如时间、功耗等)的泄露,通过分析侧信息与秘密信息的依赖关系进行攻击。对密码产品的抗侧信道攻击能力进行评估已成为密码测评的重要内容。该文从攻击性测试、通用评估以及形式化验证3个角度介绍了目前密码产品抗侧信道评估的发展情况。其中攻击性测试是目前密码侧信道测评所采用的最主要的评估方式,它通过执行具体的攻击流程来恢复密钥等秘密信息。后两种方式不以恢复秘密信息等为目的,而是侧重于评估密码实现是否存在侧信息泄露。与攻击性测试相比,它们无需评估人员深入了解具体的攻击流程和实现细节,因此通用性更强。通用评估是以统计测试、信息熵计算等方式去刻画信息泄露的程度,如目前被广泛采用的测试向量泄露评估(TVLA)技术。利用形式化方法对侧信道防护策略有效性进行评估是一个新的发展方向,其优势是可以自动化/半自动化地评估密码实现是否存在侧信道攻击弱点。该文介绍了目前针对软件掩码、硬件掩码、故障防护等不同防护策略的形式化验证最新成果,主要包括基于程序验证、类型推导及模型计数等不同方法。     

分组密码线性部件的抗功耗攻击特性

通过对FPGA实现的分组密码SM4进行实际攻击,发现了SM4的线性部件使其具有抗差分功耗攻击的能力,研究并归纳了一般分组密码中线性部件的结构特性和其抗功耗攻击能力的关系,从而提出了一种针对分组密码的算法设计层面的功耗攻击防护措施.完成了对硬件实现的国密SM4算法的成功的DPA攻击.     

密码芯片安全扫描结构及安全扫描方法研究

随着物联网、云计算等技术的发展,网络信息安全更加受到关注。密码芯片是信息安全的基础,不能保障密码芯片的自身密钥安全,根本无法保障信息安全。在各类数字芯片中,扫描测试结构应用广泛。扫描测试结构是可测性设计结构,测试代价较低,测试覆盖率充足,对电子系统的可靠性有重要的价值。扫描测试结构虽然增加了密码芯片的可测性,但出现使用不当,可能作为旁路攻击路径,泄露密码芯片的密钥信息。文章对此提出前馈异或安全扫描结构,扫描结构中引入异或安全扫描寄存器,变换测试图形的输入/输出,加密测试图形的硬件,分析其测试图形生成算法。     

一种针对格基后量子密码的能量侧信道分析框架

为应对量子计算对传统公钥密码的安全威胁,后量子密码(PQC)已逐渐成为新一代密码技术。虽然后量子密码通过数学理论保证了算法的安全性,但在密码实现运算过程中易发生侧信道信息泄漏。该文提出一种针对格基PQC的能量侧信道分析攻击框架,利用秘密多项式系数与能耗之间的关系创建侧信道攻击模板,实现了对Kyber算法的侧信道攻击。该文还首次提出一种高阶选择密文攻击方法,成功实现了对Kyber算法的能量侧信道分析,与现有工作相比该方法恢复Kyber512和Kyber768的密钥所需密文条数分别降低了58.48%和47.5%。实验结果表明了该文构建的能量侧信道分析框架的可行性,验证了高阶选择密文攻击方法的有效性,可为后续PQC算法实现侧信道安全风险评估提供方法与工具支撑。     

A Novel Method for Power Analysis Based on Combinational Logic in Block Cipher Circuit

In this paper, we propose a method that builds power model template according to input transi- tions of combinatorial logic circuit. By computing its cor- relation with the overall power consumption of a crypto- graphic circuit, we are able to recover the secret key. Sev- eral simulation-based experiments have been conducted, which verifies the feasibility of our method and shows that the combinatorial logic is also faced with the problem of information leakage in power analysis cases. Compared with DPA （Differential power analysis） and CPA （Corre- lation power analysis）, our attack is fairly effective against the cryptographic circuits whose protection is only imple- mented on the register parts of the sequential circuit. In addition, a few topics for further research, as well as the ad- vices for more precise power model and countermeasures, are presented at the end of the paper.     

基于多阶段攻击的网络安全风险评估方法

网络安全风险评估技术能够检测网络系统潜在的安全漏洞和脆弱性，评估网络系统的安全状况，是实现网络安全的重要技术之一．文中对基于多阶段攻击的网络安全风险评估方法进行了研究，给出了多阶段攻击的网络安全风险评估方法的评估过程，分析了该评估方法中的关键参数，构建了基于多阶段攻击的网络安全风险评估的模型，最后通过实践验证了该方法的有效性，一定程度上提高了评估结果的准确性和一致性。     

移动智能终端操作系统安全评估方法

随着移动互联网的发展,移动智能终端成为了访问互联网的主要方式之一。由于移动智能终端的自身能力受限,传统的基本安全防护方法难以直接应用于移动智能终端。文中针对移动智能终端面临的安全问题,结合移动智能终端的自身特性,提出了移动智能终端安全操作系统的评估体系和方法,给出了移动智能终端安全功能的测试过程和方法。此方法具有开销小,安全性高的特点,能够从源头上保证移动互联网的安全。     

密码算法旁路立方攻击改进与应用

立方攻击的预处理阶段复杂度随输出比特代数次数的增长呈指数级增长,寻找有效立方集合的难度也随之增加。该文对立方攻击中预处理阶段的算法做了改进,在立方集合搜索时,由随机搜索变为带目标的搜索,设计了一个新的目标搜索优化算法,优化了预处理阶段的计算复杂度,进而使离线阶段时间复杂度显著降低。将改进的立方攻击结合旁路方法应用在MIBS分组密码算法上,从旁路攻击的角度分析MIBS的算法特点,在第3轮选择了泄露位置,建立关于初始密钥和输出比特的超定的线性方程组,可以直接恢复33 bit密钥,利用二次检测恢复6 bit密钥。所需选择明文量2^21.64,时间复杂度2²⁵。该结果较现有结果有较大改进,恢复的密钥数增多,在线阶段的时间复杂度降低。

     

一种基于系统安全性差距分析的风险评估尺度和方法

本文提出一种基于信息系统安全性分析来定量计算信息安全风险的度量尺度，差距分析方法及相应的评估流程．通过差距分析法，可以定量地度量信息安全目的和安全现状的在安全保障控制措施和安全保障能力两方面差距，从而改进对信息安全的分析和设计以及如何提升信息安全保障能力．通过本文定义并计算整体信息安全风险度量尺度，还可以计算不同安全控制措施的产生的安全边际效益，进行安全投入产出效益分析．这种可计算的信息安全风险评估尺度和方法的有效性在实际工程中得到应用与检验．     

广播电视信息系统网络安全风险与策略探究

制定有效策略,对网络安全风险加以控制,能够提升广播电视信息系统的运行水平。阐述了健全内部威胁防护体系、优化互动风险应对思路、改善软件设施性能、注重边界与节点防范、强化日常运维这几项广播电视信息系统网络安全风险对策,希望能够为广播电视信息系统的建设发展提供参考。     

基于攻击图的网络安全分析方法研究

病毒漏洞的大量出现,给网络安全带来了一定的威胁,尤其是DDoS攻击给网络安全敲响了警钟。在安全网络研究方面,攻击图是很好的一种研究方法,它能够给出清晰的结构图,使网络安全人员找到可能的攻击路径,从而重点防范,以减少网络安全事故的发生。论文介绍了这种基于攻击图的网络安全分析方法,最后给出一个系统原型。     

一种基于攻击图模型的网络安全评估方法

随着网络的深入和快速发展,网络安全问题日益严峻,研究网络安全的评估方法,具有重要的现实意义。安全漏洞的大量存在是安全问题的总体形势趋于严峻的重要原因之一。详细介绍了攻击图建模方法,给出了攻击图自动生成算法,提出了一种利用数学模型分析攻击图,并对网络系统进行安全评估的方法,最后通过一个虚拟网络环境对网络安全评估方法进行了验证。该方法对攻击图的研究具有现实意义。