抗攻擊的SMS4密碼算法集成電路設(shè)計(jì)研究.pdf

1、功耗分析攻擊技術(shù)是最常用的側(cè)信道攻擊技術(shù)之一，由于其便于實(shí)現(xiàn)并且攻擊效果比較好，功耗分析攻擊得到了廣泛的研究和應(yīng)用。功耗分析攻擊的基礎(chǔ)思想是通過分析功耗曲線，獲得在某個(gè)芯片內(nèi)部執(zhí)行加密和解密運(yùn)算操作的相關(guān)信息。 SMS4密碼算法是國家商用密碼管理辦公室公布的用于無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的密碼算法，是我國公布的第一個(gè)商用密碼算法，對我國密碼標(biāo)準(zhǔn)的推廣和發(fā)展都具有重要的意義。由于其公布的時(shí)間短，關(guān)于SMS4算法的功耗分析與故障分析的防護(hù)方法

2、的研究目前尚未有研究成果報(bào)道。 本文對SMS4密碼算法的集成電路優(yōu)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)、功耗分析攻擊與防護(hù)方法、抗功耗分析攻擊的集成電路設(shè)計(jì)以及差分故障攻擊防護(hù)方法進(jìn)行了研究，提出了SMS4算法集成電路設(shè)計(jì)和功耗分析防護(hù)以及差分故障攻擊防護(hù)的幾種新方法，給出了理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，并進(jìn)行了分析。本文主要工作特色和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.完成了在合成域GF(((22)2)2)上構(gòu)造S盒的算法推導(dǎo)及電路實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并把有限域GF

3、(28)上的乘法求逆運(yùn)算轉(zhuǎn)化為適于電路實(shí)現(xiàn)的邏輯與和邏輯異或操作，提出了一個(gè)基于合成域運(yùn)算的緊湊型面積優(yōu)化的SMS4密碼算法電路設(shè)計(jì)。 2.分析SMS4算法輪運(yùn)算的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，根據(jù)線性變換L的運(yùn)算特點(diǎn)，提出了一種對SMS4算法的差分功耗分析(DPA)攻擊方法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，這種DPA攻擊方法對SMS4算法輪運(yùn)算可行有效。 3.利用隨機(jī)掩碼技術(shù)，提出了基于乘法掩碼和加法掩碼的兩種SMS4算法功耗分析攻擊防護(hù)方法。實(shí)驗(yàn)證明，