發(fā)布時(shí)間：2017-07-17 01:12

  本文關(guān)鍵詞：對(duì)智能卡分組密碼算法的能量分析攻擊研究

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【摘要】：目前,以智能卡為代表的密碼芯片應(yīng)用越來(lái)越廣泛,它以便攜安全的特點(diǎn)在金融、醫(yī)療、交通和身份認(rèn)證等多個(gè)行業(yè)都占據(jù)了重要的地位,它的出現(xiàn)在很大程度上提高了我們?cè)谏詈凸ぷ鞯确矫娴默F(xiàn)代化水平。但隨著智能卡的逐漸流行,針對(duì)它的各種攻擊和惡意入侵也層出不窮。其中,能量分析攻擊(PAA)的出現(xiàn)給密碼芯片的安全性帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。鑒于密碼芯片的安全性與國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定息息相關(guān),對(duì)智能卡能量分析攻擊的研究就非常必要。本論文在研究智能卡能量分析攻擊的理論基礎(chǔ)之上,主要完成了以下三個(gè)方面的工作。(1)搭建了攻擊所需要的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),該平臺(tái)是基于Riscure公司的Inspector SCA軟件來(lái)完成的。(2)在研究分組密碼算法體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,分別選擇最為合適的攻擊方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)典的DES和AES算法的能量分析攻擊(具體來(lái)說(shuō),對(duì)于DES算法,利用均值差原理,并且選取DES運(yùn)算過(guò)程中的S盒輸出為DPA攻擊的具體位置;對(duì)于AES算法,選取輪密鑰加輸出作為DPA攻擊的具體位置)。同時(shí),基于前面所搭建的攻擊平臺(tái)設(shè)計(jì)出合理的DPA測(cè)試流程,完成相應(yīng)的攻擊實(shí)驗(yàn),以此證明了能量分析攻擊的有效性及其對(duì)智能卡安全的威脅性。在能量分析攻擊過(guò)程中,選擇合適的攻擊方法可快速實(shí)現(xiàn)攻擊并且能夠有效地降低錯(cuò)誤尖峰的出現(xiàn),提高攻擊效率。(3)針對(duì)DPA攻擊結(jié)果中“鬼峰”現(xiàn)象,本文提出一種新的攻擊技術(shù)—IDPA攻擊,該攻擊方法是建立在標(biāo)準(zhǔn)DPA基礎(chǔ)之上的一種改進(jìn)后的攻擊方法。IDPA攻擊將真實(shí)攻擊中的尖峰分布與假設(shè)無(wú)噪聲攻擊中預(yù)測(cè)的尖峰分布進(jìn)行比較,然后利用歐幾里得相似性來(lái)匹配實(shí)測(cè)與假設(shè)預(yù)測(cè)的尖峰模式。通過(guò)硬件實(shí)測(cè)和軟件仿真兩方面證明了IDPA攻擊確實(shí)能夠顯著改善DPA攻擊結(jié)果中的鬼峰現(xiàn)象,提高了攻擊的效率。
【關(guān)鍵詞】：能量分析攻擊 分組密碼算法 DPA攻擊 Inspector SCA平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-13
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表13-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 研究背景和意義16-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-24
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排24-26
• 1.3.1 研究思路24
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)安排24-26
• 第二章 研究?jī)煞N密碼算法和能量分析攻擊的相關(guān)理論基礎(chǔ)26-48
• 2.1 DES密碼算法簡(jiǎn)介26-31
• 2.1.1 DES的總體結(jié)構(gòu)描述26-27
• 2.1.2 DES算法的局部描述27-31
• 2.2 AES密碼算法簡(jiǎn)介31-35
• 2.2.1 AES算法的總體概括31-32
• 2.2.2 AES算法的局部描述32-35
• 2.3 能量分析攻擊的理論基礎(chǔ)35-39
• 2.3.1 功耗泄漏機(jī)理35-38
• 2.3.2 泄漏模型38-39
• 2.4 常用的分析方法39-44
• 2.4.1 簡(jiǎn)單能量分析39-40
• 2.4.2 相關(guān)性分析40-44
• 2.4.3 模板攻擊44
• 2.5 能量分析攻擊的防御技術(shù)44-46
• 2.6 本章小結(jié)46-48
• 第三章 搭建能量分析攻擊的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)48-56
• 3.1 能量分析攻擊的測(cè)量配置48-49
• 3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹49-51
• 3.2.1 Inspector49
• 3.2.2 Power Tracer49-51
• 3.3 搭建實(shí)際測(cè)量能量跡的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)51-53
• 3.4 設(shè)計(jì)能量分析攻擊的測(cè)試流程53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第四章 DPA攻擊的研究與改進(jìn)技術(shù)56-66
• 4.1 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)56-57
• 4.2 DES算法的DPA攻擊實(shí)現(xiàn)57-59
• 4.3 AES算法的DPA攻擊實(shí)現(xiàn)59-61
• 4.3.1 確定AES的DPA攻擊位置59
• 4.3.2 對(duì)AES的SubByte輸出攻擊59-60
• 4.3.3 對(duì)AES的AddRoundKey輸出攻擊60-61
• 4.4 對(duì)DPA攻擊的改進(jìn)技術(shù)—IDPA61-64
• 4.4.1 新方案的理論基礎(chǔ)61
• 4.4.2 對(duì)DPA攻擊改進(jìn)的方法研究61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 攻擊實(shí)現(xiàn)和結(jié)果分析66-78
• 5.1 DES算法DPA攻擊實(shí)驗(yàn)66-70
• 5.1.1 能量跡采集66-67
• 5.1.2 相關(guān)性分析67
• 5.1.3 DES算法的密鑰破解67-69
• 5.1.4 攻擊結(jié)果驗(yàn)證和分析69-70
• 5.2 AES算法DPA攻擊實(shí)驗(yàn)70-73
• 5.3 DPA攻擊改進(jìn)技術(shù)—IDPA的實(shí)現(xiàn)73-77
• 5.3.1 DES攻擊的實(shí)現(xiàn)73-75
• 5.3.2 AES攻擊的實(shí)現(xiàn)75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-86
• 作者簡(jiǎn)介86-87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫紅波;傅仕諍;徐日;;分組密碼算法的基礎(chǔ)平臺(tái)研究[J];無(wú)線電工程;2014年01期

2 雷旭,徐重陽(yáng);一種新的對(duì)稱分組密碼算法的設(shè)計(jì)[J];電視技術(shù);2002年05期

3 李順東,覃征,王向華,賈曉琳;面向移動(dòng)商務(wù)的分組密碼算法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年08期

4 尤坤,呂永其;分組密碼算法芯片驗(yàn)證[J];通信技術(shù);2003年11期

5 王勇 ,陳小平;一種以移位為基礎(chǔ)的分組密碼算法[J];信息網(wǎng)絡(luò)安全;2004年12期

6 彭巍,周亮;分組密碼算法測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)[J];成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào);2005年05期

7 孫旭;李雪梅;魯長(zhǎng)江;;分組密碼算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

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本文編號(hào)：551349