抗DPA攻击的AES算法研究与实现 被引量：1

1

作者 郑新建 张翌维 +1 位作者 彭波 沈绪榜 《计算机科学与探索》 CSCD 2009年第4期405-412,共8页

Mask技术破坏了加密过程中的功率消耗与加密的中间变量之间的相关性,提高了加密器件的抗DPA攻击能力。简单地对算法流程添加Mask容易受到高阶DPA攻击的。提出了一种对AES加密过程的各个操作采用多组随机Mask进行屏蔽的方法,并在8bit的MC... Mask技术破坏了加密过程中的功率消耗与加密的中间变量之间的相关性,提高了加密器件的抗DPA攻击能力。简单地对算法流程添加Mask容易受到高阶DPA攻击的。提出了一种对AES加密过程的各个操作采用多组随机Mask进行屏蔽的方法,并在8bit的MCU上实现了该抗攻击的AES算法。实验结果表明,添加Mask后的抗DPA攻击AES算法能够有效地抵御DPA和高阶DPA的攻击。 展开更多

关键词 差分功耗攻击 掩码技术 高级加密标准 S盒

在线阅读 下载PDF 职称材料

防御零值功耗攻击的AES SubByte模块设计及其VLSI实现 被引量：14

2

作者 汪鹏君 郝李鹏 张跃军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2183-2187,共5页

密码器件在执行高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)时常以能量消耗方式泄漏密钥信息,为有效降低其与实际处理数据之间的相关性,该文提出一种具有防御零值功耗攻击性能的AES SubByte模块设计及其VLSI实现方案.首先,在分析GF... 密码器件在执行高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)时常以能量消耗方式泄漏密钥信息,为有效降低其与实际处理数据之间的相关性,该文提出一种具有防御零值功耗攻击性能的AES SubByte模块设计及其VLSI实现方案.首先,在分析GF(256)域求逆算法的基础上,采用关键模块复用的方法,提出一种更为有效的加法性屏蔽求逆算法;然后依此进一步得到一种新型的SubByte模块结构,实现在不影响对所有中间数据进行加法性屏蔽编码的同时,减少电路的芯片开销、提高电路的工作速度.实验结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑功能.与传统Sub-Byte模块比较,该设计的最高工作频率和面积都有较大的优化. 展开更多

关键词 SubByte模块 零值功耗攻击 差分功耗攻击 加法性屏蔽 高级加密标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

AES密码电路抗差分功耗分析设计 被引量：2

3

作者 邹程 张鹏 +1 位作者 邓高明 赵强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第36期63-65,188,共4页

针对差分功耗分析(DPA)攻击的原理及特点,分析了高级加密标准(AES)的DPA攻击弱点,采用掩盖(Masking)的方法分别对AES算法中字节代换部分(SubBytes)及密钥扩展部分进行了掩盖,在此基础上完成了AES抵御DPA攻击的FPGA硬件电路设计。通过对... 针对差分功耗分析(DPA)攻击的原理及特点,分析了高级加密标准(AES)的DPA攻击弱点,采用掩盖(Masking)的方法分别对AES算法中字节代换部分(SubBytes)及密钥扩展部分进行了掩盖,在此基础上完成了AES抵御DPA攻击的FPGA硬件电路设计。通过对该AES的FPGA电路的差分功耗攻击实验验证,该方法能够很好地抵抗DPA攻击。 展开更多

关键词 差分功耗分析(dpa) 掩盖 高级加密标准(aes)

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用指令集扩展和随机调度的AES算法实现技术 被引量：3

4

作者 孙迎红 童元满 王志英 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第16期106-110,共5页

在随机掩码技术基础上,定义了若干细粒度的随机掩码操作,将AES(Advanced Encryption Standard)算法中各种变换分解为细粒度随机掩码操作的序列,并使得所有的中间结果均被不同的随机量所掩码。为高效实现基于细粒度随机掩码操作分解的AE... 在随机掩码技术基础上,定义了若干细粒度的随机掩码操作,将AES(Advanced Encryption Standard)算法中各种变换分解为细粒度随机掩码操作的序列,并使得所有的中间结果均被不同的随机量所掩码。为高效实现基于细粒度随机掩码操作分解的AES算法,定义了三种扩展指令,结合指令随机调度方法,给出了AES算法的完整实现流程,并指出这种实现技术可以抗一阶和高阶功耗攻击。实验结果表明,与其他典型防护技术相比,这种实现技术具有安全性、运算性能以及硬件复杂度等方面的综合优势。 展开更多

关键词 功耗攻击 高级加密标准 随机掩码 指令集扩展

在线阅读 下载PDF 职称材料

抵御侧信道分析的AES双路径掩码方法 被引量：3

5

作者 张翌维 龚冰冰 +1 位作者 刘烈恩 唐有 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期108-111,共4页

为抵御功耗、电磁辐射等侧信道分析攻击,提出一种高级加密标准(AES)双路径掩码方法。采用2条数据路径,将随机数和随机S盒用于掩码操作,使一个加、解密轮次内的所有中间运算结果与AES算法的标准中间结果都不相同,且各中间结果的汉明重量... 为抵御功耗、电磁辐射等侧信道分析攻击,提出一种高级加密标准(AES)双路径掩码方法。采用2条数据路径,将随机数和随机S盒用于掩码操作,使一个加、解密轮次内的所有中间运算结果与AES算法的标准中间结果都不相同,且各中间结果的汉明重量随明文随机变化。实验结果表明,AES算法中间结果的汉明重量与该方法产生的能量特征之间的相关性被完全消除,可抵御各种侧信道分析攻击。 展开更多

关键词 侧信道分析 高级加密标准算法 差分功耗分析 掩码方法 S盒 时序折叠

在线阅读 下载PDF 职称材料

抗差分功耗分析攻击的AES S盒电路设计 被引量：3

6

作者 曾永红 叶旭鸣 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期20-22,共3页

提出一种抗差分功耗分析攻击的高级加密标准(AES)异步S盒电路。采用复合域算法实现精简的S盒结构,通过引入单轨异步流水线降低整个S盒的功耗,在单轨电路中局部采用异步双轨电路,利用随机数控制下的数据扰乱机制,改善电路的抗差分功耗分... 提出一种抗差分功耗分析攻击的高级加密标准(AES)异步S盒电路。采用复合域算法实现精简的S盒结构,通过引入单轨异步流水线降低整个S盒的功耗,在单轨电路中局部采用异步双轨电路,利用随机数控制下的数据扰乱机制,改善电路的抗差分功耗分析攻击性能,建立S盒差分功耗分析攻击仿真平台,对设计的相关性能进行了仿真验证和测试。 展开更多

关键词 差分功耗分析 高级加密标准 S盒 数据扰乱机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于寄存器翻转时刻随机化的抗DPA攻击技术 被引量：3

7

作者 乐大珩 齐树波 +1 位作者 李少青 张民选 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期491-498,共8页

在密码算法电路中寄存器翻转时刻随机化对芯片抗DPA(differential power analysis)攻击能力有很大影响,因此提出了一种基于寄存器翻转时刻随机化的抗DPA攻击技术,其核心是利用不同频率时钟相位差的变化实现电路中关键寄存器翻转时刻的... 在密码算法电路中寄存器翻转时刻随机化对芯片抗DPA(differential power analysis)攻击能力有很大影响,因此提出了一种基于寄存器翻转时刻随机化的抗DPA攻击技术,其核心是利用不同频率时钟相位差的变化实现电路中关键寄存器翻转时刻的随机变化.针对跨时钟域的数据和控制信号,提出了需要满足的时序约束条件的计算方法,同时还分析了不同时钟频率对寄存器翻转时刻随机化程度的影响.以AES密码算法协处理器为例,实现了所提出的寄存器翻转时刻随机化技术,通过实验模拟的方法验证了理论分析的正确性.实验结果显示,在合理选择电路工作时钟频率的情况下,所提出的技术能够有效提高密码算法电路的抗DPA攻击性能. 展开更多

关键词 差分功耗攻击 高级加密标准 防护技术 随机化 多时钟域

在线阅读 下载PDF 职称材料

S盒抗DPA能力与非线性度的关系 被引量：1

8

作者 刘连浩 沈增晖 +1 位作者 刘上力 段绍华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第20期193-195,共3页

S盒作为高级加密标准(AES)中的唯一非线性部件,是影响算法性能的重要因素之一,在研究其性质的基础上,将透明阶作为衡量密码系统抗差分功耗分析(DPA)能力的一个指标,推导出高非线性函数透明阶的下界计算公式。实验结果表明,该算法是有效... S盒作为高级加密标准(AES)中的唯一非线性部件,是影响算法性能的重要因素之一,在研究其性质的基础上,将透明阶作为衡量密码系统抗差分功耗分析(DPA)能力的一个指标,推导出高非线性函数透明阶的下界计算公式。实验结果表明,该算法是有效的,在类似AES的分组密码中,S盒非线性度与密码抗DPA能力成反比关系。 展开更多

关键词 透明阶 非线性度 分组密码 差分功耗分析 高级加密标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于代数表达式功耗模型的差分功耗分析攻击 被引量：4

9

作者 蔡泽民 王奕 李仁发 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第2期448-451,463,共5页

差分功耗分析(DPA)攻击被证明是一种非常有效的针对加密设备的攻击方法,但目前存在的几个版本的DPA攻击方法对差分信息的需求量过高,且抗干扰能力有限、稳定性不强。在研究DPA攻击的基础上对DPA攻击方法进行了重构,简化DPA攻击复杂度,... 差分功耗分析(DPA)攻击被证明是一种非常有效的针对加密设备的攻击方法,但目前存在的几个版本的DPA攻击方法对差分信息的需求量过高,且抗干扰能力有限、稳定性不强。在研究DPA攻击的基础上对DPA攻击方法进行了重构,简化DPA攻击复杂度,并提出基于代数表达式功耗模型的DPA攻击方法,该方法能够提高攻击的准确性,降低DPA攻击对差分信息的需求量。在SASEBO-GII实验平台上的实验结果表明,在不增加时间复杂度的前提下,提出的方法能够将针对硬件执行高级加密标准算法(AES)的DPA攻击对差分信息的需求量从数千条降到数百条,甚至更低。 展开更多

关键词 差分功耗分析 高级加密标准 代数表达式 功耗模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

差分能量攻击样本选取方法 被引量：3

10

作者 李志强 严迎建 段二朋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第1期92-94,118,共4页

为了解决差分能量攻击(DPA)中的样本选取问题,提出了一套样本选取方法。方法从所使用的实验平台出发,通过理论分析提出样本选取方式和数量,然后进行实验验证。以AES算法为例,分别进行了仿真实验和实测实验,验证了所提出的选取方法的准... 为了解决差分能量攻击(DPA)中的样本选取问题,提出了一套样本选取方法。方法从所使用的实验平台出发,通过理论分析提出样本选取方式和数量,然后进行实验验证。以AES算法为例,分别进行了仿真实验和实测实验,验证了所提出的选取方法的准确性。结果表明,仿真攻击的明文样本应该按顺序取,数量为一个全排列,而实测攻击应该直接采用大量随机数,两者对明文样本的要求存在较大差别。 展开更多

关键词 差分能量攻击 样本选取 功耗曲线 高级加密标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Walsh谱变换的S盒算法 被引量：2

11

作者 孙慧盈 陆继承 +1 位作者 魏长征 俞军 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第7期18-22,共5页

针对一阶差分功耗分析(DPA)攻击问题,借鉴现有的频谱变换S盒防护方法,利用Walsh谱变换的单比特输出特性,并运用Walsh谱变换与构造相应掩码变量,提出一种基于Walsh谱变换的安全S盒算法。阐述算法的具体实现过程,分析所有敏感数据的掩码... 针对一阶差分功耗分析(DPA)攻击问题,借鉴现有的频谱变换S盒防护方法,利用Walsh谱变换的单比特输出特性,并运用Walsh谱变换与构造相应掩码变量,提出一种基于Walsh谱变换的安全S盒算法。阐述算法的具体实现过程,分析所有敏感数据的掩码安全性。以数据加密标准算法为例,描述该算法在实际应用中的具体实现。通过50万条功耗曲线的DPA攻击进行实验,结果表明,与基于傅里叶变换的S盒算法相比,该算法在保证安全性的同时,可避免复杂的算术掩码操作。 展开更多

关键词 旁路分析 S盒 差分功耗分析 傅里叶变换 Walsh谱变换 掩码 数据加密标准

在线阅读 下载PDF 职称材料