抗功耗分析的RSA密碼算法及其芯片設(shè)計(jì).pdf

1、功耗攻擊或者功耗分析攻擊(Power Analysis Attack)是旁路攻擊中一種常用的方式，它被廣泛用于攻擊密碼硬件模塊。由于密碼電路功耗的變化來源于電平（數(shù)據(jù)0和1）的跳變，所以通過觀察和分析功耗總量的變化或者功耗曲線突變，攻擊者能夠迅速了解集成電路正在執(zhí)行的命令和加密模塊中的密鑰信息。功耗攻擊具有易實(shí)現(xiàn)、攻擊效果好等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)和功耗的相關(guān)性是功耗攻擊的關(guān)鍵點(diǎn)，所以通過從硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，降低數(shù)據(jù)和功耗的相關(guān)性

2、，能夠提高電路抗功耗攻擊的能力。
　　 RSA密碼算法是一種得到廣泛應(yīng)用和高度認(rèn)可的非對稱加密算法。大數(shù)難分解得到大素?cái)?shù)因子的特性保證了RSA密碼算法的安全性，使得RSA算法成為各種安全系統(tǒng)的重要組成部分，用于保護(hù)系統(tǒng)私密信息的安全性。然而，在傳統(tǒng)的RSA算法中，密鑰信息與當(dāng)前執(zhí)行的操作存在極大的相關(guān)性，導(dǎo)致功耗分析技術(shù)能夠攻擊RSA加密芯片。
　　 本文針對RSA密碼算法的功耗分析攻擊與抗功耗分析攻擊的方法、安全錯(cuò)誤攻

3、擊與抗安全錯(cuò)誤攻擊方法以及抗攻擊的RSA密碼算法集成電路設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，提出了RSA密碼算法抗功耗分析攻擊與安全錯(cuò)誤攻擊的方法以及集成電路設(shè)計(jì)的方法，闡述了理論證明過程、實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論。本文的主要工作內(nèi)容包括:
　　 1.采用特殊的虛假模乘運(yùn)算，構(gòu)建一種具有對稱的分支結(jié)構(gòu)的R-L模冪算法，使算法具有抵抗一階功耗分析和安全錯(cuò)誤攻擊的能力。實(shí)驗(yàn)和分析證明，這種抵抗措施具有抵抗一階功耗分析和安全錯(cuò)誤攻擊的能力。
　　 2.對蒙哥

4、馬利模乘電路的兩種實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和評估，利用預(yù)計(jì)算的方法能夠減少M(fèi)WR2MM算法中運(yùn)算單元之間的等待延時(shí)，提高電路的運(yùn)算速度。預(yù)計(jì)算需要增加額外的加法器電路和選擇電路，使得電路的面積增大。所以，提高電路的性能需要消耗額外的面積成本。
　　 3.構(gòu)建一個(gè)功耗分析實(shí)驗(yàn)平臺，可以方便有效的進(jìn)行算法的建模編碼和實(shí)現(xiàn)，適用于各種不同的密碼算法和性能需求。通過在流片生產(chǎn)前，對電路的功耗性能進(jìn)行精確的仿真實(shí)驗(yàn)，能夠有效預(yù)測和評估電路的功