抗功耗攻擊SRAM關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和無(wú)線通訊技術(shù)的進(jìn)步，個(gè)人信息傳輸與存儲(chǔ)的安全性日益受到人們關(guān)注。存儲(chǔ)個(gè)人信息的電子設(shè)備通常通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行加密確保其安全性，但攻擊者可通過(guò)旁道攻擊(Side Channel Attack，SCA)，利用硬件加密時(shí)泄露的功耗、運(yùn)行時(shí)間、電磁波等物理信息來(lái)獲取密鑰。在眾多旁道攻擊方法中，差分功耗分析(Differential Power Analysis，DPA)攻擊由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且成功率高被廣泛使用。它通過(guò)分析硬件加解密過(guò)程中

2、所處理數(shù)據(jù)與功耗的相關(guān)性來(lái)獲取密鑰，嚴(yán)重威脅到加密設(shè)備的安全性。
　　靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory，SRAM)是一種高性能的存儲(chǔ)器，在加密電路中被廣泛采用。但由于電路功耗與所讀取數(shù)據(jù)相關(guān)，存在被DPA攻擊破譯的可能性。同時(shí)，存儲(chǔ)器占據(jù)了電路絕大部分面積與功耗，對(duì)SRAM進(jìn)行功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)芯片整體性能的提升具有很大的意義。因此，本文首先對(duì) SRAM的工作原理以及抗功耗攻擊特性進(jìn)行分析，然后對(duì)

3、 SRAM在功耗平衡，低功耗等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容主要分為以下四個(gè)部分：
　　1. SRAM的抗功耗攻擊特性分析：首先對(duì)功耗分析攻擊的原理進(jìn)行研究，進(jìn)一步分析 SRAM基本架構(gòu)與工作方式，得到 SRAM抵御差分功耗分析攻擊的薄弱點(diǎn)，即數(shù)據(jù)輸出電路。
　　2.基于功耗平衡的抗功耗攻擊 SRAM設(shè)計(jì)：根據(jù)已經(jīng)得到的SRAM抵御差分功耗分析攻擊的薄弱點(diǎn)，對(duì) SRAM輸出電路進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)功耗平衡電路設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)抗功耗攻擊的

4、SRAM的功耗平衡設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng) SRAM和其他抗功耗攻擊電路進(jìn)行比較。
　　3.基于時(shí)序控制的抗功耗攻擊 SRAM低功耗設(shè)計(jì)：為降低設(shè)計(jì)的SRAM功耗，設(shè)計(jì)一種新型復(fù)制位線控制電路，使字線能及時(shí)開(kāi)啟與關(guān)斷，同時(shí)對(duì)片選信號(hào)進(jìn)行分解，用時(shí)鐘信號(hào)取代復(fù)制字線控制對(duì)復(fù)制位線的充電，有效阻斷復(fù)制位線與復(fù)制字線引起的反饋振蕩，減少存儲(chǔ)陣列不必要放電造成的功耗損失，從時(shí)序控制方面實(shí)現(xiàn)抗功耗攻擊 SRAM的低功耗設(shè)計(jì)。
　　4.基于低電壓的