抗功耗攻擊SRAM關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和無線通訊技術(shù)的進步，個人信息傳輸與存儲的安全性日益受到人們關(guān)注。存儲個人信息的電子設(shè)備通常通過對信息進行加密確保其安全性，但攻擊者可通過旁道攻擊(Side Channel Attack，SCA)，利用硬件加密時泄露的功耗、運行時間、電磁波等物理信息來獲取密鑰。在眾多旁道攻擊方法中，差分功耗分析(Differential Power Analysis，DPA)攻擊由于實現(xiàn)簡單且成功率高被廣泛使用。它通過分析硬件加解密過程中

2、所處理數(shù)據(jù)與功耗的相關(guān)性來獲取密鑰，嚴重威脅到加密設(shè)備的安全性。
　　靜態(tài)隨機存儲器(Static Random Access Memory，SRAM)是一種高性能的存儲器，在加密電路中被廣泛采用。但由于電路功耗與所讀取數(shù)據(jù)相關(guān)，存在被DPA攻擊破譯的可能性。同時，存儲器占據(jù)了電路絕大部分面積與功耗，對SRAM進行功耗優(yōu)化設(shè)計對芯片整體性能的提升具有很大的意義。因此，本文首先對 SRAM的工作原理以及抗功耗攻擊特性進行分析，然后對

3、 SRAM在功耗平衡，低功耗等方面進行優(yōu)化設(shè)計。研究內(nèi)容主要分為以下四個部分：
　　1. SRAM的抗功耗攻擊特性分析：首先對功耗分析攻擊的原理進行研究，進一步分析 SRAM基本架構(gòu)與工作方式，得到 SRAM抵御差分功耗分析攻擊的薄弱點，即數(shù)據(jù)輸出電路。
　　2.基于功耗平衡的抗功耗攻擊 SRAM設(shè)計：根據(jù)已經(jīng)得到的SRAM抵御差分功耗分析攻擊的薄弱點，對 SRAM輸出電路進行優(yōu)化，并根據(jù)功耗平衡電路設(shè)計思想實現(xiàn)抗功耗攻擊的

4、SRAM的功耗平衡設(shè)計，與傳統(tǒng) SRAM和其他抗功耗攻擊電路進行比較。
　　3.基于時序控制的抗功耗攻擊 SRAM低功耗設(shè)計：為降低設(shè)計的SRAM功耗，設(shè)計一種新型復(fù)制位線控制電路，使字線能及時開啟與關(guān)斷，同時對片選信號進行分解，用時鐘信號取代復(fù)制字線控制對復(fù)制位線的充電，有效阻斷復(fù)制位線與復(fù)制字線引起的反饋振蕩，減少存儲陣列不必要放電造成的功耗損失，從時序控制方面實現(xiàn)抗功耗攻擊 SRAM的低功耗設(shè)計。
　　4.基于低電壓的