抗能量分析的輕量級AES算法的研究與設(shè)計.pdf

1、為保障資源受限環(huán)境（如SIM卡、RFID卡等）中的信息安全，輕量級分組密碼算法的研究得到了密碼學界的廣泛關(guān)注。高級加密標準AES算法已被廣泛用于數(shù)據(jù)存儲、信息通信等領(lǐng)域。而隨著密碼分析技術(shù)的發(fā)展，針對AES的攻擊日益嚴重，其中對該算法威脅最大的便是能量分析攻擊。因此研究與設(shè)計抗能量分析攻擊的輕量級AES算法就具有重要的實際意義。
　　本文旨在尋找AES算法安全性與算法執(zhí)行效率的平衡點，以應(yīng)對資源受限環(huán)境的特殊要求。論文的主要工作介

2、紹如下。
　　1)輕量優(yōu)化AES算法。本文通過研究輕量級分組密碼的設(shè)計策略，利用算法加密流程和輪函數(shù)的特點，將算法加密輪函數(shù)中行移位和字節(jié)替換操作調(diào)序。調(diào)序后的加密輪函數(shù)通過查找兩張表同步實現(xiàn)行移位、字節(jié)替換和列混淆操作，從而實現(xiàn)了對該加密算法的輕量優(yōu)化。在解密流程中，將逆列混淆和輪密鑰加進行調(diào)序，查找四張表同步實現(xiàn)逆行移位、逆字節(jié)替換和逆列混淆操作以實現(xiàn)解密流程的輕量優(yōu)化。
　　2)運用固定值掩碼技術(shù)對AES進行抗能量分析

3、設(shè)計。論文著重研究了掩碼防御技術(shù)，對應(yīng)用于AES算法的簡單固定值掩碼技術(shù)進行重新設(shè)計，實現(xiàn)了基于簡單固定值掩碼的雙S盒的抗能量分析攻擊方法。該防御方法就是在輪函數(shù)中使用兩個掩碼型S盒實現(xiàn)對原掩碼型S盒的防護，實現(xiàn)中間值的全程掩護。
　　3)對算法進行綜合改進，以實現(xiàn)抗能量分析攻擊的輕量級AES算法，達到實現(xiàn)算法輕量化和安全性平衡的目的。
　　最后，對綜合改進AES算法的實現(xiàn)效率與安全性進行了仿真測試。實驗結(jié)果表明，改進后的A