基于前后隨機輪DES算法的智能卡DPA攻擊研究.pdf

1、隨著芯片技術的快速發(fā)展，智能卡在軍事、金融、政府等領域得到了廣泛應用，與此同時，針對智能卡密碼破解的犯罪率也越來越高。目前智能卡的密碼破解方法可分為兩類:針對密碼體系的數(shù)學破解和利用旁路信息進行破解，后者的代表就是旁路攻擊。功耗攻擊是旁路攻擊的一種主要手段，其利用密碼算法執(zhí)行過程中泄露的功耗和處理數(shù)據之間的相關性恢復出與密鑰相關的信息，其中，差分功耗攻擊由于攻擊能力強，與具體加密算法無關，成為了智能卡密碼破解的重要手段。目前針對功耗攻擊

2、的新型智能卡防御措施主要有掩碼技術和隨機輪技術。與掩碼技術相比，隨機輪實施步驟簡單、代價小，是智能卡主要采取的防御措施。隨機輪技術按照加入隨機輪的位置可分為前后隨機輪和中間隨機輪。
　　本文在研究智能卡差分功耗攻擊與防御的基礎上，針對前后隨機輪防御措施，根據攻擊節(jié)點的不同首次提出了累加攻擊算法和分段攻擊算法，通過大量實驗數(shù)據恢復了智能卡加密密鑰，證明前后隨機輪不能抵抗差分功耗攻擊。具體工作如下:
　　(1)軟硬件結合實現(xiàn)一般

3、智能卡差分功耗攻擊。根據DES算法和差分功耗攻擊原理，結合功耗數(shù)據相關模型，使用MATLAB仿真實現(xiàn)了對一般智能卡的差分功耗攻擊，并搭建硬件攻擊平臺進行了實驗驗證;
　　(2)針對前后隨機輪建立了兩種差分功耗攻擊模型，提出了累加攻擊算法和分段攻擊算法。根據前后隨機輪的防御特點，分別對功耗曲線的前(DR+1)輪功耗求平均值或逐段攻擊以恢復密鑰，即累加攻擊和分段攻擊，并用MATLAB仿真進行驗證;根據分段攻擊算法的計算結果對密鑰判斷方