超輕量級密碼PRESENT的差分功耗攻擊及其防護(hù).pdf

1、在實(shí)際應(yīng)用中，密碼算法通常會借助某個密碼設(shè)備通過軟件或硬件的方式來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槊艽a算法在密碼設(shè)備中運(yùn)行時(shí)必定會泄露信息，而攻擊者可以獲得這些旁路信息并分析他們與密鑰之間的相關(guān)性。旁路攻擊就是利用這種相關(guān)性來縮小密鑰搜索范圍，甚至是直接獲得正確密鑰來實(shí)施的一種攻擊形式，該方法可能比其他方法更容易獲得正確密鑰。在旁路攻擊中，從現(xiàn)有的研究看來，功耗攻擊是最具威脅的一種攻擊，密碼設(shè)備的瞬時(shí)能量消耗依賴于設(shè)備所處理的數(shù)據(jù)以及設(shè)備所進(jìn)行的操作，基于這

2、種依賴關(guān)系，攻擊者可以獲得密碼設(shè)備中的密鑰。
　　 PRESENT是一個SPN(Substitution Permutation Network)結(jié)構(gòu)的超輕量級分組密碼，是在CHES2007上由A.Bogdanov，L.R.Knuden和G.Lender等人提出的，是在綜合考慮安全性與計(jì)算資源受限的情形下而設(shè)計(jì)的。PRESENT在設(shè)計(jì)上結(jié)合了AES的五種候選算法之一的Serpent和DES的特征，而PRESENT-80bit密碼

3、算法的硬件實(shí)現(xiàn)只需要約1570個與非門，是典型的超輕量級密碼算法。
　　 本文對PRESENT密碼的模板攻擊進(jìn)行研究，并與一階差分功耗攻擊進(jìn)行比較。
　　 主要研究工作如下:
　　 1、針對分組密碼算法PRESENT的差分功耗攻擊進(jìn)行研究，選擇功耗模型對其進(jìn)行分析。首先用硬件語言Verilog實(shí)現(xiàn)該算法，在軟件modelsim仿真實(shí)現(xiàn)得到VCD文件，取得該算法在運(yùn)行過程中的功耗數(shù)據(jù)，并用本文開發(fā)的功耗攻擊平臺處理

4、所得的功耗數(shù)據(jù)，顯示功耗曲線，最終結(jié)果顯示差分功耗攻擊對未加防護(hù)的PRESENT密碼算法有效。
　　 2、針對PRESENT的差分功耗攻擊，根據(jù)差分功耗攻擊的防護(hù)方法，本文提出PRESENT密碼算法實(shí)現(xiàn)的有效的防護(hù)方案，并對該方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證，研究結(jié)果表明，具有防護(hù)方案的PRESENT密碼算法能抵擋差分功耗的攻擊。
　　 3、對分組密碼算法PRESENT進(jìn)行二階差分功耗攻擊，對其進(jìn)行仿真，并對其二階差分功耗攻擊的防護(hù)做一