FPGA上抗侧信道攻击的密码算法实现*

王 松,陈 曼,韩炼冰,段俊红,刘鸿博

(中国电子科技集团公司第三十研究所,四川成都610041)

FPGA上抗侧信道攻击的密码算法实现*

王 松,陈 曼,韩炼冰,段俊红,刘鸿博

(中国电子科技集团公司第三十研究所,四川成都610041)

密码算法在运行时可能会受到侧信道攻击,抗侧信道攻击的FPGA密码算法实现是目前研究的一个热点。通过随机数保护关键数据的S盒移位掩码法被认为是一种有效的防御手段。采用该方式实现的密码算法在提高运行安全性的同时,可能会带来硬件资源开销的增加及加解密速度的降低。通过对SM4算法的实现表明,采用合适的实现方式时S盒移位掩码法抗侧信道攻击实现对算法硬件资源开销及加解密速度影响不是太大,具有一定的实用价值。

侧信道密码分析 FPGA 实现

0 引 言

密码算法是信息安全的关键技术之一,成熟的密码算法在数学理论上都具有很强的安全性,然而在密码算法实际运行时,硬件电路会泄漏出与逻辑0和逻辑1相关的电磁辐射、功耗波动等侧信道信息。密码算法的侧信道攻击就是指利用这些泄露出来的侧信道信息,再利用密码学、统计学原理,分析和破译密钥信息[1]。国内外对侧信道攻击技术的研究已经取得非常大的进展,发展出了一系列的分析方式,如功耗分析,电磁分析和时间分析等,其中比较成熟有效的侧信道分析方式是功耗分析技术,主要有简单功耗分析(SPA,Simple Power Analysis)和差分功耗分析(DPA,Differential Power Analysis)以及高阶功耗分析((Ho-DPA,High order Differential Power Analysis)[2]。

随着密码算法侧信道攻击技术的提高,对应的抗侧信道攻击技术也在与时俱进的发展。……