增強(qiáng)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(huì)中，密碼理論與技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了政府、軍事、金融、國(guó)防、個(gè)人信息保密等領(lǐng)域，信息安全越來越受到重視。面對(duì)相關(guān)各種攻擊的嚴(yán)重威脅，加密算法也在不斷改進(jìn)?，F(xiàn)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(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)算法、新型SHA-3算法的基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并著重對(duì)代數(shù)與差分功耗攻擊(DPA)相結(jié)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(shù)特性實(shí)現(xiàn)的功耗模型，使得DPA攻擊能夠在相同的功耗軌跡條數(shù)下恢復(fù)出更多更精準(zhǔn)的密鑰信息。此外，本文還在FPGA和ASIC硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了SHA-3五個(gè)候選算法的統(tǒng)一接口。本文的主要工作如下:
　　 首先，對(duì)已有的旁路攻擊進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了正確性驗(yàn)證分析。通過采用SASEBO-GII旁路攻擊分析板對(duì)AES功耗攻擊的真實(shí)功耗進(jìn)行采集，并計(jì)算出了正確密鑰的最大相關(guān)系數(shù)值，通過對(duì)猜測(cè)密鑰十六個(gè)字節(jié)的正確性

3、分析，恢復(fù)出了真實(shí)密鑰。
　　 其次，通過將代數(shù)分析思想與DPA攻擊的功耗模型相結(jié)合的方式，提出了一種新型代數(shù)旁路攻擊技術(shù)，即將AES加密過程中S盒的代數(shù)表達(dá)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(zhǔn)確度高、對(duì)功耗能量跡的需求減少等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了采用S盒替換表時(shí)DPA攻擊所需功耗能量跡較多、易受噪聲影響等缺陷，進(jìn)而達(dá)到提高了旁路攻擊的強(qiáng)度。
　　 最后，在FPGA和ASIC平臺(tái)上，提出了實(shí)現(xiàn)在SHA-3算法的統(tǒng)