基于FSR的一類(lèi)序列密碼算法的能量分析攻擊技術(shù)研究.pdf

1、能量分析攻擊作為最有效的側(cè)信道攻擊技術(shù)之一，已被廣泛地應(yīng)用于分組密碼和公鑰密碼的研究，但針對(duì)序列密碼的相關(guān)研究卻遠(yuǎn)不及前者，且現(xiàn)有的研究大多針對(duì)具體的算法，分析過(guò)程主觀性較強(qiáng)，研究方法缺乏一般性。本文對(duì)基于FSR的一類(lèi)序列密碼算法的能量分析攻擊技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一套具有較高普適性的分析思路和攻擊方法，可為序列密碼算法的能量分析攻擊提供方法指引，亦可為序列密碼算法抗能量分析攻擊能力的評(píng)估提供技術(shù)支撐。本文完成的主要工作如下：
　

2、　以多種序列密碼算法為研究對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功耗成分特性進(jìn)行了分析。在借鑒分組密碼能量分析攻擊思想的基礎(chǔ)上，以序列密碼和分組密碼算法的功耗成分差異性為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)序列密碼能量分析攻擊中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，揭示了造成序列密碼能量分析攻擊困難的主要原因。
　　攻擊點(diǎn)和初始向量的選取是序列密碼能量分析攻擊的核心內(nèi)容，對(duì)于具體的算法，很容易找到滿足基本條件的攻擊點(diǎn)和初始向量選取方案，如果每種方案都通過(guò)完整的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行驗(yàn)證，必然造成很高的人

3、力、資源和時(shí)間成本。為了解決這一問(wèn)題，提出了攻擊方案的量化評(píng)估方法。在對(duì)攻擊點(diǎn)功耗和算法整體功耗進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析模擬功耗的匹配情況，以代替實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)攻擊方案的快速評(píng)估，極大的提高攻擊方案的甄別效率。
　　在對(duì)序列密碼算法進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，將攻擊方案的選取問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)規(guī)化問(wèn)題，以攻擊方案量化評(píng)估指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)，以遺傳算法為搜索引擎，提出了序列密碼能量分析攻擊方案的自動(dòng)搜索方法，使攻擊方案的制定更加客觀、分析

4、更加全面和快速。相對(duì)于主觀選取方案，基于全局尋優(yōu)算法得到的攻擊方案能夠解決主觀選取方案中容易出現(xiàn)的攻擊點(diǎn)功耗與其他功耗成分之間存在相關(guān)性、錯(cuò)誤猜測(cè)密鑰與正確密鑰的匹配結(jié)果區(qū)分度低以及所需初始向量樣本量過(guò)大等問(wèn)題。
　　基于攻擊方案自動(dòng)搜索方法，對(duì)5種序列密碼算法進(jìn)行了能量分析攻擊。文中對(duì)自動(dòng)搜索方法給出的攻擊方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析，同時(shí)與主觀選取的方案進(jìn)行了對(duì)比，表明了自動(dòng)搜索方法所給出方案的優(yōu)越性。最后基于ASIC開(kāi)發(fā)工具構(gòu)建的驗(yàn)