功耗攻擊防御技術在分組密碼中的應用研究.pdf

1、隨著計算機、通信以及網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，信息安全受到了越來越廣泛的關注。為了確保信息傳輸?shù)陌踩?，分組密碼算法為嵌入式系統(tǒng)應用提供了安全有效的解決方案。2001年，Rijndael算法被美國國家標準技術研究所評選為高級加密標準(AES)，從此以后，AES在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，如智能卡、移動電話、個人數(shù)字助理、無線射頻識別和汽車電子等。
　　 本文著重分析了高級加密標準算法，介紹了伽羅瓦域和AES的基本概念。并對旁路攻擊

2、中的功耗攻擊方法進行了描述。通過對掩碼、隱藏、亂序和秘密共享等防御技術的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的防御技術存在占用面積大、速度低、吞吐量小、不能有效地抵抗高階功耗攻擊(HO-DPA)和脈沖攻擊(glitch attack)等缺點。針對以上問題，本文提出了兩種改進方法，本文的主要工作如下：
　　 首先，在GF(24)域上，提出了一種新的基于掩碼的AES抗功耗攻擊方案。該方案將伽羅瓦域GF(28)上的帶掩碼的S-盒映射到伽羅瓦域GF(24)之

3、上，并在加密開始之前使用預先計算的六個查找表(LUT)實現(xiàn)帶掩碼的S-盒。此外，我們對新的S-盒和AES的設計進行了詳細的描述，并對其正確性和安全性進行了證明。
　　 其次提出了一種新的基于秘密共享的抗攻耗攻擊方案，并將該方案應用到AES算法之中。該方案使用秘密拆分函數(shù)將算法中所有的中間值拆分成兩個份額(share)，并引入了一個隨機值來增強算法的安全性。此外，我們對新的S-盒和AES的設計進行了詳細的描述，并對其正確性和安全性