抗功耗分析的RSA密碼算法及其芯片設計.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（數據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。功耗攻擊具有易實現、攻擊效果好等特點。數據和功耗的相關性是功耗攻擊的關鍵點，所以通過從硬件結構和軟件算法兩個方面進行改進，降低數據和功耗的相關性

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用和高度認可的非對稱加密算法。大數難分解得到大素數因子的特性保證了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，密鑰信息與當前執(zhí)行的操作存在極大的相關性，導致功耗分析技術能夠攻擊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、安全錯誤攻

3、擊與抗安全錯誤攻擊方法以及抗攻擊的RSA密碼算法集成電路設計進行研究，提出了RSA密碼算法抗功耗分析攻擊與安全錯誤攻擊的方法以及集成電路設計的方法，闡述了理論證明過程、實驗方法和結論。本文的主要工作內容包括:
　　 1.采用特殊的虛假模乘運算，構建一種具有對稱的分支結構的R-L模冪算法，使算法具有抵抗一階功耗分析和安全錯誤攻擊的能力。實驗和分析證明，這種抵抗措施具有抵抗一階功耗分析和安全錯誤攻擊的能力。
　　 2.對蒙哥

4、馬利模乘電路的兩種實現方法進行實驗分析和評估，利用預計算的方法能夠減少MWR2MM算法中運算單元之間的等待延時，提高電路的運算速度。預計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.構建一個功耗分析實驗平臺，可以方便有效的進行算法的建模編碼和實現，適用于各種不同的密碼算法和性能需求。通過在流片生產前，對電路的功耗性能進行精確的仿真實驗，能夠有效預測和評估電路的功