增強型旁路攻擊及新型密碼算法的研究.pdf

1、在如今的信息社會中，密碼理論與技術已經廣泛應用到了政府、軍事、金融、國防、個人信息保密等領域，信息安全越來越受到重視。面對相關各種攻擊的嚴重威脅，加密算法也在不斷改進。現今的加密算法以AES為主，今年也相繼選出了新一代的哈希算法SHA-3。
　　 本文著重分析了高級加密標準(AES)算法、新型SHA-3算法的基本概念和結構特點，并著重對代數與差分功耗攻擊(DPA)相結合的新型旁路攻擊研究。分析表明，與使用AES-S盒的功耗模型相

2、比，利用AES-S盒的代數特性實現的功耗模型，使得DPA攻擊能夠在相同的功耗軌跡條數下恢復出更多更精準的密鑰信息。此外，本文還在FPGA和ASIC硬件平臺上實現了SHA-3五個候選算法的統(tǒng)一接口。本文的主要工作如下:
　　 首先，對已有的旁路攻擊進行了優(yōu)化實現，并進行了正確性驗證分析。通過采用SASEBO-GII旁路攻擊分析板對AES功耗攻擊的真實功耗進行采集，并計算出了正確密鑰的最大相關系數值，通過對猜測密鑰十六個字節(jié)的正確性

3、分析，恢復出了真實密鑰。
　　 其次，通過將代數分析思想與DPA攻擊的功耗模型相結合的方式，提出了一種新型代數旁路攻擊技術，即將AES加密過程中S盒的代數表達式替換原先的S盒置換表查詢操作。該新攻擊方法具有攻擊準確度高、對功耗能量跡的需求減少等優(yōu)點，彌補了采用S盒替換表時DPA攻擊所需功耗能量跡較多、易受噪聲影響等缺陷，進而達到提高了旁路攻擊的強度。
　　 最后，在FPGA和ASIC平臺上，提出了實現在SHA-3算法的統(tǒng)