DES差分功耗分析研究及仿真实现

在分析CMOS芯片工作时功率消耗原理的基础上,提出一种简洁高效的功耗模型,设计一种针对DES加密算法的差分功耗攻击方案,并在自主开发的功耗分析仿真器上完成破解 DES加密算法中的48位子密钥,结果表明未加防护的DES加密系统存在安全隐患,该仿真器亦为功耗攻击方法及抗功耗攻击的研究提供一种简洁、直观、快速、有效的评估平台,最后对抗功耗攻击方法进行分析。     

数据加密标准旁路攻击差分功耗仿真分析

器件在加密过程中会产生功率、电磁等信息的泄漏,这些加密执行过程中产生的能量辐射涉及到加密时的密钥信息;文章首先简单分析了CMOS器件工作时产生功耗泄漏的机理,即与门电路内处理数据的汉明距离成正比;详细分析了DES加密过程的功耗轨迹,建立了DES加密过程中的功耗泄漏模型,并利用该模型建立了差分功耗分析(DPA)仿真平台;通过这个仿真平台在没有复杂测试设备与测试手段的情况下,对DES加密实现在面临DPA攻击时的脆弱性进行分析,全部猜测48位子密钥所须时间大约为6分钟,剩下的8位可以通过强力攻击或是附加分析一轮而得到;可见对于没有任何防护措施的DES加密实现是不能防御DPA攻击的.     

FPGA密码芯片差分功耗分析仿真研究

在分析FPGA组成结构特点的基础上,根据FPGA功耗产生的机理,提出了一种FPGA功耗模型。针对DES加密的DPA,实现了DPA仿真平台,并利用该模型和仿真平台验证了FPGA实现DES加密算法对DPA攻击的脆弱性。     

DES差分功耗分析攻击设计与实现

针对DES(Data Encryption Standard)加密电路,采用了差分功耗分析(Differential Power Analysis,DPA)攻击方式进行解密.该方法是一种典型的功耗类型旁路攻击方式(Side Channel Attacks,SCA),其理论基础为集成电路(ICs)中基本单元CMOS逻辑门在实现加密算法时的物理特征、功耗模型及数据功耗相关特性.结合具体电路,介绍了针对DES加密系统进行的差分功耗分析攻击的设计与实现.目前,实验已经成功地破解了DES加密算法中56位有效密钥中的48位,逐步逼进了最终破解目标.这一结果至少已经表明,由于集成电路功耗等物理信号的泄漏及其在处理不同数据时功耗的差别,未加防护措施的DES加密系统终将难以抵御差分功耗分析的攻击.     

AES密码芯片的相关性功耗分析仿真

介绍了CMOS逻辑电路功耗泄露原理,建立了AES密码芯片运算时的功耗泄露模型,设计了相关性功耗分析(CPA)仿真方法.该方法根据部分猜测密钥的模拟功耗与整个正确密钥功耗之间的相关系数大小来确定猜测密钥的正确性,由此逐步推测整个密钥.仿真结果表明了未加防御措施的AES硬件面临CPA攻击时的脆弱性.     

差分功耗分析单片机DES加密实现的旁路攻击

在研究DPA的原理和方法、分析CMOS芯片工作时功率消耗原理的基础上,完成了对DES加密算法的DPA攻击的仿真实现,并对运行在AT89C52单片机上的DES加密程序进行DPA攻击实验,在10^6个明文样本的条件下,成功获得了DES第16轮加密的48位密钥。在验证仿真方法正确性的同时进一步证明了DES加密实现面对DPA攻击的脆弱性。     

功耗仿真器HMSim的I/O接口功耗仿真模块设计与实现

在目前全球倡导“低碳经济”的背景下,嵌入式软件功耗已成为嵌入式系统设计的重要瓶颈,利用仿真技术实现嵌入式软件功耗的度量与实验是一种重要的开发手段。HMSim是一个高精度的指令级嵌入式软件功耗仿真器,介绍了HMSim的总体设计以及指令集仿真器结构,详细设计UART和LCD控制器等I/O接口的功能仿真模型,提出一种I/O接口功耗统计方法,最后通过运行基于μC/OS-II RTOS的应用程序,验证HMSim I/O接口功耗仿真模块的设计实现正确性。     

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。     

一种SMS4加密算法差分功耗攻击

针对SMS4加密电路,采用差分功耗分析攻击方式进行密钥破解.该攻击方法是一种典型的加密芯片旁路攻击方式,其理论基础为集成电路中门电路在实现加密算法时的物理特征、功耗模型及数据功耗相关性.结合中国第一个商用密码算法SMS4,详细介绍了针对SMS4加密系统进行差分功耗分析攻击的设计与实现.开发了相应的仿真实验验证平台,实验验证成功破解了SMS4加密算法的密钥,从而给SMS4加密算法研究者提供了有益的安全设计参考.实验表明,未加防护措施的SMS4加密系统难以抵御差分功耗分析的攻击.     

微型计算机软件模拟功能开发分析

近年来,随着计算机技术的不断发展,微型计算机软件模拟功能逐渐被应用到生产生活中的各个领域中。本文针对微型计算机软件模拟功能的开发进行了分析和研究,并进行了简要的阐述。     

组态化嵌入式软件仿真系统设计

为缩短开发周期,提高嵌入式软件仿真系统的设计水平,提出一种组态化嵌入式系统设计。集成仿真建模工具、仿真模型代码生成工具,实现仿真运行环境搭建和对仿真数据的实时监控,采用组态化的仿真方法,根据用户需求生成监控界面。实验结果表明,该系统的运行平台快速高效,监控环境良好。     

卫星星座设计仿真软件综述

卫星星座的发展具有数量规模越来越大、网络功能多种多样、网络构成种类复杂的趋势，对星座设计和仿真提出了更高的要求。因此本文从卫星星座设计过程中，确定星座构型和设计星座网络这2个关键步骤出发，对现行的卫星星座设计软件和网络仿真软件进行了深入介绍和比较。从软件功能、软件特性以及软件对于卫星星座的支持程度这3个角度进行分析和比对。最后得出2套通用性较强的仿真方案：基于Linux平台的ns-3(Network Simulator 3)与SaVi(Satellite Constellation Visualization)，有更好的灵活性和开放性，且免费、开源；商用软件OPNET Modeler与STK(Satellite Tool Kit)，功能模型库更加强大，图形界面完善，易于快速开发和使用。在目前的软件开发条件下，这2种方案能够较好适应星座的仿真设计需求。     

直升机仿真模拟训练软件系统设计实现

针对直升机仿真与地面模拟训练的需求,以VC++和Vega为开发工具,研制了一套具有三维视景显示功能的软件系统。通过编写直升机各执行机构的递推运算程序实现直升机模型的解算,用MFC设计直升机"操纵台"与"驾驶杆"界面,在Vega配置的视景仿真环境中显示直升机飞行姿态,以GDI为辅助工具编写虚拟仪表和曲线显示窗口,实时显示直升机姿态角、航向角和速度等飞行数据,实现了直升机仿真与模拟训练功能。实际运行结果表明,该系统仿真效果逼真,达到了设计要求,具有较好的实用性。     

分布式仿真系统的数据监控软件的实现

文中以高速列车数字化仿真平台为研究背景,设计并实现了基于Oracle数据库的分布式仿真系统数据监控软件。该系统采用VisualC++和LabWindows/CVI混合编程的方式以及多线程技术,实现了对分布式仿真系统中仿真工况的状态查询及监控,仿真工况模型的下载及图形化显示,待监测工况参数的灵活配置及多通道数据曲线动态显示,报警提示等功能。能及时、直观、有效地展示出仿真系统中各仿真工况的仿真过程及结果,使系统操作人员能及时了解分布式仿真系统中各工况的工作状态。     

仿真软件在PLC控制系统设计中的应用

介绍了三菱GX Simulator仿真软件在PLC控制系统设计中的应用,借助此仿真软件,工程技术人员可以编辑、模拟、调试PLC程序,无需硬件设备的支持,即可辅助完成PLC控制系统的设计。     

潜艇雷弹发射装置控制系统模拟操作软件

为降低训练费用, 提高训练效率,提出开发潜艇雷弹发射装置控制系统模拟操作软件, 以软件平台代替实际操作台, 便于操作人员迅速熟悉系统工作流程, 掌握操作方法. 文章从模拟操作软件的基本功能出发, 提出综合利用VC、FLASH和3DSMAX软件平台开发模拟操作软件, 利用模块化设计, 构建了系统软件结构, 分析了各组成模块的功能, 归纳了软件流程.     

基于HMM的电力变压器故障诊断系统软件设计与实现

介绍了一种基于HMM的电力变压器故障诊断系统软件的设计与实现,给出了HMM建模和分类设计的步骤.在该系统中,利用Visual C#和LabVIEW为工具开发上层软件,利用COM技术实现算法的模块化.该系统可及时掌握电力变压器的工作状态和故障征兆及发展趋势,进行超差报警和故障诊断,以保证输变电系统的安全运行.     

无人直升机实时仿真软件设计与开发

实时仿真软件是飞行仿真系统的核心部分,在无人直升机研究过程中发挥不可替代的作用.首先介绍了软件开发的硬件环境,在分析飞行仿真应用需求的基础上,对实时仿真软件进行模块任务划分,并详细阐述了其中动力学模型模块、传感嚣模块、执行机构模块和通信模块的实现过程.该实时仿真软件已在工程项目中得到了成功的应用.     

KaiFa财务软件的设计与实现

本文介绍在国际财务制度基础上设计完成、适用于企业公司经营管理的“Kai Fa财务软件”,着重描述其主要功能、特点、系统结构和主体数据流程