检索结果-内蒙古大学图书馆

电子学报 2020年第10期48卷 2003-2008页

作者：樊昊鹏袁庆军王向宇王永娟王涛战略支援部队信息工程大学河南郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室河南郑州450001

模板攻击分为模板刻画和密钥恢复两个阶段.针对AES-128算法,模板攻击为每一字节密钥构建256个模板,当攻击者仅获得1000条左右的能量迹时将面临两个问题:一是模板刻画不具有适用性,二是无法恢复正确的密钥.针对这些问题,本文在模板刻画... 详细信息

模板攻击分为模板刻画和密钥恢复两个阶段.针对AES-128算法,模板攻击为每一字节密钥构建256个模板,当攻击者仅获得1000条左右的能量迹时将面临两个问题:一是模板刻画不具有适用性,二是无法恢复正确的密钥.针对这些问题,本文在模板刻画阶段为S盒输出值的汉明重量构建9个模板,利用Panda 2018数据集提供的600条能量迹进行建模;在密钥恢复阶段提出密钥优势叠加的方法,仅需约10条相同密钥加密所产生的能量迹即可有效区分正确密钥,降低了攻击的难度并提高了攻击的成功率.

关键词：模板攻击 AES-128算法密钥优势汉明重量模型

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针对RSM轻量防护方法的能量分析

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武汉大学学报（理学版） 2016年第3期62卷 235-241页

作者：唐明彭红波胡晓波张焕国武汉大学计算机学院湖北武汉430072 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072 北京南瑞智芯微电子科技有限公司北京100192

以已有的轻量级RSM掩码方案为研究对象,利用掩码汉明重量的差异提出了一种新型攻击方法,并在此基础上,利用加密过程中间值的汉明重量差异进行能量分析,将该攻击方法扩展成为了掩码汉明重量无差异的对抗方法.实验结果表明,本文的攻击方... 详细信息

以已有的轻量级RSM掩码方案为研究对象,利用掩码汉明重量的差异提出了一种新型攻击方法,并在此基础上,利用加密过程中间值的汉明重量差异进行能量分析,将该攻击方法扩展成为了掩码汉明重量无差异的对抗方法.实验结果表明,本文的攻击方法可还原单次加密的掩码值,成功率达到93.1%,经DPA Contest官网所提供数据验证,该攻击方法可成功还原掩码并最终完成密钥恢复.

关键词：侧信道分析能量分析轻量级掩码对抗 RSM掩码方案汉明重量模型

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基于智能卡实现的分组加密算法的功耗分析

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计算机应用 2015年第9期35卷 2546-2552页

作者：付荣 x清华大学交叉信息研究院北京100084

针对基于智能卡硬件实现的SM4分组加密算法的物理泄露安全问题,提出了一种快速、高效的相关功耗分析方法,通过理论分析和实验研究,暴露了即使是理论上非常安全的SM4加密算法,在物理实现过程中也会泄露重要的敏感信息。首先,通过分析SM4... 详细信息

针对基于智能卡硬件实现的SM4分组加密算法的物理泄露安全问题,提出了一种快速、高效的相关功耗分析方法,通过理论分析和实验研究,暴露了即使是理论上非常安全的SM4加密算法,在物理实现过程中也会泄露重要的敏感信息。首先,通过分析SM4算法的实现流程和加密特性,建立功耗分析的数学模型,并推导出解密流程和优化算法;其次,结合理论物理泄露点,搭建完整的智能卡硬件功耗分析实验系统,通过智能卡的功耗数据采集、分析、优化,研究真实智能卡的侧信道安全漏洞;最后,结合实验结果,进一步优化功耗分析,探讨嵌入式系统环境下的SM4算法安全性能。与Mifare DESFire MF3ICD40智能卡三重数据加密标准(3DES)算法侧信道分析相比,所提方法将功耗数据量从25万条降低到不足一千条,分析时间从7个多小时,减小到几分钟,并且完整地恢复了SM4的原始密钥,能有效提高硬件环境下的功耗分析效率,降低计算复杂度。

关键词：相关功耗分析侧信道攻击 SM4算法密钥恢复成功率汉明重量模型

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轻量级认证加密算法Spook的相关能量分析

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计算机仿真 2023年第8期40卷 294-301页

作者：潘力韦永壮桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

相关能量分析(Correlation Power Analysis,CPA)是主流的侧信道分析方法之一,其攻击成本较低廉,对密码设备有致命威胁。2020年,Bellizia等人提出了轻量级认证加密算法Spook,并声称算法抗侧信道攻击。但上述算法抵御CPA的能力有待分析。... 详细信息

相关能量分析(Correlation Power Analysis,CPA)是主流的侧信道分析方法之一,其攻击成本较低廉,对密码设备有致命威胁。2020年,Bellizia等人提出了轻量级认证加密算法Spook,并声称算法抗侧信道攻击。但上述算法抵御CPA的能力有待分析。基于Spook算法结构及其S盒实现特点,提出了一种CPA攻击方法:利用汉明重量模型刻画其运行时的功耗特征,将S盒输出值映射为假设功耗,并与真实功耗计算相关性,恢复出密钥。实验表明:当S盒采用查找表时,通过采集Clyde-128部件泄露的789条能量迹,可在1分钟内捕获主密钥。当攻击Shadow-512部件时,可恢复部分内部敏感信息,并能求解出相应的128比特明文。另外还分别对比了S盒层采用查找表和切片技术实现时上述算法的安全性能。实验表明在无防护时Spook无法抵御CPA攻击。

关键词：相关能量分析加密算法侧信道攻击汉明重量模型

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PRESENT算法的代数侧信道攻击

PRESENT算法的代数侧信道攻击

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作者：张宇帝电子科技大学

学位级别：硕士

信息安全是国家安全的重要组成部分,而密码学则是信息安全的重要基石。各种含有密码系统的硬件设备在社会活动中得到了广泛的应用。相关密码算法以轻量级分组密码算法为主,如PRESENT算法等。代数侧信道攻击是密码分析领域的一种重要手... 详细信息

信息安全是国家安全的重要组成部分,而密码学则是信息安全的重要基石。各种含有密码系统的硬件设备在社会活动中得到了广泛的应用。相关密码算法以轻量级分组密码算法为主,如PRESENT算法等。代数侧信道攻击是密码分析领域的一种重要手段之一,其颠覆了传统手段的思维模式,对密码硬件设备的安全性造成了巨大威胁。本文将采用代数侧信道攻击方法,对PRESENT算法开展攻击测试。首先,主要开展了大量的研究学习工作。包括对密码学的基本理论以及PRESENT算法进行了详细的学习和掌握。其次,重点对代数攻击、侧信道攻击以及代数侧信道攻击的基本原理以及研究现状进行了了解。最后,确定了以汉明重量模型和模板攻击作为代数侧信道攻击的具体实施方法,主要的攻击对象是PRESENT算法中S盒操作,目的是获取S盒输入和输出的汉明重量(即,侧信道信息)。侧信道信息转化为额外的代数方程,可以提高原有代数方程组的求解效率。此外,为了便于实测攻击和仿真实验,还需要搭建硬件实验平台。进行有效攻击的标准是在合理的时间内求解出代数方程组,也就是恢复出密钥。所以,本文还对所需要的侧信道信息数量进行了测试研究。当然,也对多场景条件下的攻击进行了实验。本文证实了代数侧信道攻击对PRESENT算法的有效性。同时,进一步发现在模板匹配阶段,设置有效信息点个数为30,过滤系数为0.7时攻击效果最佳。此外,在已知明密文条件下攻击至少需要前2轮的S盒侧信息,在已知明文条件下攻击至少需要前3轮的S盒侧信息,在未知明密文条件下攻击至少需要前4轮的S盒侧信息。经过本次实验,为对其他分组密码攻击积累了经验,为也后续建立代数侧信道攻击平台打下了坚实基础。此外,后续还可以从防御代数侧信道攻击的角度出发开展研究工作。

关键词： PRESENT算法代数侧信道攻击汉明重量模型模板攻击

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边信道关键技术研究

边信道关键技术研究

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作者：游前程西安电子科技大学

学位级别：硕士

安全在网络领域和通用处理器已经广泛和深入的进行研究。许多这些工作已经产生了基本的安全算法或应用,比如说DES,AES,SMS4等等。最近,安全也在嵌入式领域变成一个重要的问题。这是因为大多数的当前嵌入式设备习惯于计算比如说帐户信息... 详细信息

安全在网络领域和通用处理器已经广泛和深入的进行研究。许多这些工作已经产生了基本的安全算法或应用,比如说DES,AES,SMS4等等。最近,安全也在嵌入式领域变成一个重要的问题。这是因为大多数的当前嵌入式设备习惯于计算比如说帐户信息等敏感信息而不加以保护。更有的是,有些在潜入式领域有些对于安全问题分析的分支。比如说差分能量分析攻击已经显示可以揭示存储在智能卡芯片里面的密钥,电磁攻击可以攻击智能卡,软件泄露等等。这些脆弱性已经大大嵌入式系统中安全问题的扩散。在这篇论文中,我们首先介绍了能量轨迹的统计特性。这里我们呈现了能够表现整个能量轨迹点的统计特性的模型。这些模型描绘了一种可以很容易解释和分析在能量攻击中采集的能量轨迹。其次,我们介绍了差分能量分析的原理,比如说经典的能量分析,基于汉明重量或汉明距离的差分能量分析。与此同时,我们也给与了差分能量分析对于分组密码分析的例子。在例子中,我们给出了详细的分析过程。最后,介绍了对于分组密码的高阶布尔函数伪装。高阶边信道攻击以及与此相关的正式的安全概念和某些安全弱点的定义,在最近提出的伪装机制中被提出。基于分组密码中置换盒可以被通过伪装输出S盒的布尔函数值完美伪装。这种条件需要在两种模型中被研究,分别是汉明重量模型和汉明距离模型。当然,我们也介绍了完美伪装条件的证明。

关键词：能量分析攻击统计特性汉明重量模型 AES SMS4 伪装

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轻量级认证加密算法ASCON的差分功耗分析

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桂林电子科技大学学报 2023年第2期43卷 142-148页

作者：潘力韦永壮桂林电子科技大学计算机与信息安全学院广西桂林541004

针对轻量级认证加密算法ASCON的结构,提出一种差分功耗分析方法。该方法结合算法S盒实现特点,利用汉明重量模型作为功耗区分函数,将功耗曲线分组,并恢复出加密用的主密钥。进一步地,对于DPA攻击中出现的“魅峰”,给出一种功耗曲线预处... 详细信息

针对轻量级认证加密算法ASCON的结构,提出一种差分功耗分析方法。该方法结合算法S盒实现特点,利用汉明重量模型作为功耗区分函数,将功耗曲线分组,并恢复出加密用的主密钥。进一步地,对于DPA攻击中出现的“魅峰”,给出一种功耗曲线预处理方法,先将曲线根据明文分组并求均值,再对预处理后的曲线发起DPA攻击。通过采集s a置换泄露的1500条功耗曲线,能快速恢复出其主密钥的44 bit。此外,直接攻击原始曲线所需时间为21849.8889 ms,引入预处理技术后,攻击预处理的曲线所需时间为198.9113 ms,约为直接攻击原始曲线所需时间的1/109。

关键词： ASCON轻量级认证加密算法差分能量分析汉明重量模型预处理

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针对密码芯片电磁辐射泄漏的特征选择方法

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信息安全研究 2022年第12期8卷 1214-1222页

作者：文毅郭澍孔昊郭剑虹国家应用软件产品质量检验检测中心(北京软件产品质量检测检验中心) 北京100193

针对密码芯片运行过程中的电磁辐射泄漏,提出基于汉明重量模型的特征选择方法,该方法利用电磁辐射能量依赖于被处理数据汉明重量这一事实.首先,对密码算法中间值的不同汉明重量构建不同的类别,每个类别使用各自的选择明文执行重复加密运... 详细信息

针对密码芯片运行过程中的电磁辐射泄漏,提出基于汉明重量模型的特征选择方法,该方法利用电磁辐射能量依赖于被处理数据汉明重量这一事实.首先,对密码算法中间值的不同汉明重量构建不同的类别,每个类别使用各自的选择明文执行重复加密运算,同时采集芯片辐射的电磁信号;然后,计算每个类别内电磁信号的均值以及任意2个类别间电磁信号的均值之差,得到一个差值矩阵;最后,定义1组变量对差值矩阵进行约束,将满足约束条件的点选为特征点.实验结果表明:基于汉明重量模型不仅能够实现特征点的有效选择,与相关系数特征选择方法相比,该方法还能显著减少模板构建所需的电磁泄漏迹数量.

关键词：模板攻击侧信道攻击特征选择汉明重量模型相关系数欧氏距离 SM4分组密码

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基于3DES密码算法的差分能量分析攻击方法的研究

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软件 2019年第9期40卷 1-7页

作者：周悦文毅杨旭王秀君李梅国家应用软件产品质量监督检验中心(北京软件产品质量检测检验中心) 北京100193 中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

针对基于芯片实现分组密码算法的物理泄漏安全问题,本文对软件实现3DES算法的STM32芯片进行了电磁辐射信号采集,通过差分能量分析攻击成功获取了密钥。实验选择3DES算法Sbox输出作为中间值,在算法的中间值开始运算时,通过芯片引脚输出... 详细信息

针对基于芯片实现分组密码算法的物理泄漏安全问题,本文对软件实现3DES算法的STM32芯片进行了电磁辐射信号采集,通过差分能量分析攻击成功获取了密钥。实验选择3DES算法Sbox输出作为中间值,在算法的中间值开始运算时,通过芯片引脚输出高电平对示波器进行触发,极大地提高了实验攻击效率。一则实现已采集信号占用最小的存储资源,最大限度只采集中间值运算所对应的区间;二则保证已采集曲线未出现失调,在进行曲线处理时无需进行对齐操作;三则保证了已采集的信号的质量,极大减少攻击所需的曲线数目。实验表明,仅200条电磁信号曲线就能获取1次DES运算的轮密钥,同时反映了芯片存在严重的电磁辐射泄露。

关键词： 3DES算法差分能量分析攻击汉明重量模型电磁辐射分析

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基于模板攻击的AES差分能量分析

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信息安全与技术 2014年第9期5卷 51-54页

作者：章季阳郏晖庞磊江南计算技术研究所江苏无锡214083

将AES算法中S-Box的运算输出作为差分能量分析的中间值,设计基于特征点分布和汉明重量模型的模板构建策略,并以贝叶斯定理优化攻击。该方法可降低计算复杂度和模板数量,实验结果验证了其有效性。

关键词：模板攻击差分能量分析高级加密标准汉明重量模型

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