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采用混合MTJ/CMOS和SABL结构的密码算法电路设计
1
作者
王晨旭
闫涛
+4 位作者
宫月红
罗敏
曾琅
张德明
徐天亮
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期72-78,共7页
为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm,LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction,MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table,LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier...
为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm,LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction,MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table,LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier based logic,SABL)元件配合可以实现完整的PRESENT-80加密算法电路。设计将MTJ器件引入防护电路设计中,进而提出了一种基于混合MTJ/CMOS结构的双轨查找表(Look-up table,LUT)电路结构。首先,基于40 nm CMOS工艺库和MTJ器件仿真模型,使用新提出的双轨查找表结构设计了加密算法电路工作过程中所需要的关键S-box电路并通过了仿真验证。然后,利用该电路和敏感放大器逻辑元件电路结构组合设计了PRESENT-80密码算法的完整电路。最后对所设计的电路模型进行了相关性功耗分析攻击(CPA)攻击,同时为了方便进行对比研究,还对使用传统CMOS单轨和SABL双轨结构实现的PRESENT-80加密算法电路模型进行了相同条件下的仿真和功耗分析研究。对比仿真结果表明,基于新结构实现的电路具有良好的抗功耗攻击性能,能够抵御10000条功耗迹下的CPA攻击,同时新结构的电路在工作时的平均功耗要明显低于经典的SABL电路。
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关键词
MTJ
sabl
PRESENT
低功耗
抗CPA攻击
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职称材料
防DPA攻击的标准单元库的设计与实现
被引量:
4
2
作者
石伟
戴葵
+1 位作者
童元满
龚锐
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2007年第2期51-54,共4页
给出了一个功耗恒定标准单元库的设计实现方法,并利用该标准单元库实现了DES密码算法中的S-盒。实验结果表明,这种标准单元库能够很好地起到防DPA攻击的作用。
关键词
差分功耗分析
灵敏放大器型逻辑
标准单元
设计流程
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职称材料
具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计
被引量:
2
3
作者
郝李鹏
汪鹏君
张跃军
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012年第6期117-123,共7页
通过对传统触发器结构和旁道攻击密码系统原理的研究,提出一种具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计方案。首先,根据双轨预充逻辑电路交替处于预充阶段与求值阶段的特点,结合触发器的特征方程,推导出具有抗差分能量攻击性能的JK触发器...
通过对传统触发器结构和旁道攻击密码系统原理的研究,提出一种具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计方案。首先,根据双轨预充逻辑电路交替处于预充阶段与求值阶段的特点,结合触发器的特征方程,推导出具有抗差分能量攻击性能的JK触发器的状态方程;然后,根据场效应管宽长比对数据传输速率的影响,采用灵敏放大型逻辑,得到相应的触发器电路结构。HSPICE模拟验证表明,所设计电路具有正确的逻辑功能。与传统JK触发器比较,该结构具有显著的抗差分能量攻击性能。
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关键词
JK触发器
抗差分能量攻击
双轨预充逻辑
灵敏放大型逻辑
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职称材料
防DPA攻击的两种不同逻辑比较研究
被引量:
1
4
作者
石伟
戴葵
+2 位作者
童元满
龚锐
王志英
《计算机工程与科学》
CSCD
2007年第5期19-22,36,共5页
DPA是一种非常有效的密码处理器攻击技术,它能够通过对密码处理器的功耗行为进行分析来获取密钥值。运用功耗恒定的标准单元实现密码处理器可以很好地达到防DPA攻击的目的。本文针对不同的集成电路制造工艺,分别对DDCVSL与SABL两种不同...
DPA是一种非常有效的密码处理器攻击技术,它能够通过对密码处理器的功耗行为进行分析来获取密钥值。运用功耗恒定的标准单元实现密码处理器可以很好地达到防DPA攻击的目的。本文针对不同的集成电路制造工艺,分别对DDCVSL与SABL两种不同逻辑的防DPA攻击特性进行比较分析。实验结果表明,随着晶体管沟道长度的减小,内部节点电容对功耗恒定特性的作用逐渐减小,DDCVSL与SABL具有相近的防DPA攻击特性。同时,DDCVSL的功耗、延迟与面积小于SABL。
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关键词
差分功耗分析
动态差分串联电压开关逻辑
灵敏放大器型逻辑
制造工艺
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职称材料
基于MSMV的抗差分能量攻击电路设计及其应用
被引量:
1
5
作者
汪鹏君
郝李鹏
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012年第5期98-103,共6页
为有效消除密码器件在执行算法时以能量消耗方式泄漏密码信息,本文通过对灵敏放大型逻辑和差分能量攻击原理的研究,采用多电源和多阈值电压(Muti-Supply Muti-Vth,MSMV)CMOS电路技术设计一种具有低功耗和抗差分能量攻击性能的逻辑电路,...
为有效消除密码器件在执行算法时以能量消耗方式泄漏密码信息,本文通过对灵敏放大型逻辑和差分能量攻击原理的研究,采用多电源和多阈值电压(Muti-Supply Muti-Vth,MSMV)CMOS电路技术设计一种具有低功耗和抗差分能量攻击性能的逻辑电路,实现对输出负载低摆幅充放电。依此进一步提出一种新型全加器结构,从而可以以低摆幅的方式对双轨电路进行编码。HSPICE模拟验证表明,所设计的全加器逻辑功能正确,抗差分能量攻击性能明显。与传统基于SABL逻辑的全加器比较,该结构具有显著的低功耗特性。
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关键词
抗差分能量攻击
多电源和多阈值电压CMOS电路技术
灵敏放大型逻辑
低功耗设计
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职称材料
DES芯片抵御高阶差分功耗分析攻击方法研究
6
作者
李海军
马光胜
刘晓晓
《Journal of Semiconductors》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期376-380,共5页
分析独特的屏蔽方法及改进方法的不足,提出了逻辑层和算法层相结合抵御高阶差分功耗分析攻击的新方法,并给出芯片半定制设计流程.芯片关键部分电路采用自定义功耗恒定逻辑单元实现,非关键部分电路采用CMOS逻辑以减少功耗和面积.整体电...
分析独特的屏蔽方法及改进方法的不足,提出了逻辑层和算法层相结合抵御高阶差分功耗分析攻击的新方法,并给出芯片半定制设计流程.芯片关键部分电路采用自定义功耗恒定逻辑单元实现,非关键部分电路采用CMOS逻辑以减少功耗和面积.整体电路采用独特的屏蔽方法自定义轮实现.结果表明芯片能够抵御高阶差分功耗分析攻击,运算速度与现有方法相当,而所需资源比现有方法少.
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关键词
高阶差分功耗分析
独特的屏蔽方法
DES
灵敏放大器型逻辑
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职称材料
题名
采用混合MTJ/CMOS和SABL结构的密码算法电路设计
1
作者
王晨旭
闫涛
宫月红
罗敏
曾琅
张德明
徐天亮
机构
哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院
山东交通学院航运学院
北京航空航天大学集成电路科学与工程学院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期72-78,共7页
基金
中国科学院A类战略先导专项项目(XDA19010302)
国家自然科学基金(12075142,U2106202)
山东省重大科技创新工程(2020CXGC010705,2021ZLGX05)。
文摘
为了在提高轻量级密码算法(Lightweight cipher algorithm,LWCA)电路安全性的同时降低功耗,提出了一种磁隧道结(Magnetic tunnel junction,MTJ)/CMOS混合结构查找表(Look up table,LUT)电路,该结构通过与感测放大器逻辑(Sense amplifier based logic,SABL)元件配合可以实现完整的PRESENT-80加密算法电路。设计将MTJ器件引入防护电路设计中,进而提出了一种基于混合MTJ/CMOS结构的双轨查找表(Look-up table,LUT)电路结构。首先,基于40 nm CMOS工艺库和MTJ器件仿真模型,使用新提出的双轨查找表结构设计了加密算法电路工作过程中所需要的关键S-box电路并通过了仿真验证。然后,利用该电路和敏感放大器逻辑元件电路结构组合设计了PRESENT-80密码算法的完整电路。最后对所设计的电路模型进行了相关性功耗分析攻击(CPA)攻击,同时为了方便进行对比研究,还对使用传统CMOS单轨和SABL双轨结构实现的PRESENT-80加密算法电路模型进行了相同条件下的仿真和功耗分析研究。对比仿真结果表明,基于新结构实现的电路具有良好的抗功耗攻击性能,能够抵御10000条功耗迹下的CPA攻击,同时新结构的电路在工作时的平均功耗要明显低于经典的SABL电路。
关键词
MTJ
sabl
PRESENT
低功耗
抗CPA攻击
Keywords
magnetic tunnel junction(MTJ)
sense
amplifier
based
logic
(
sabl
)
PRESENT
low power consumption
resistance to correlation power attack(CPA)
分类号
TN43 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
防DPA攻击的标准单元库的设计与实现
被引量:
4
2
作者
石伟
戴葵
童元满
龚锐
机构
国防科学技术大学计算机学院
出处
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2007年第2期51-54,共4页
文摘
给出了一个功耗恒定标准单元库的设计实现方法,并利用该标准单元库实现了DES密码算法中的S-盒。实验结果表明,这种标准单元库能够很好地起到防DPA攻击的作用。
关键词
差分功耗分析
灵敏放大器型逻辑
标准单元
设计流程
Keywords
Differential power analysis (DPA)
sense amplifier based logic (sabl)
Standard cell
Design flow
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
TP331.2 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计
被引量:
2
3
作者
郝李鹏
汪鹏君
张跃军
机构
宁波大学电路与系统研究所
复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室
出处
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012年第6期117-123,共7页
基金
国家自然科学基金(61274132
61076032)
+3 种基金
博士点基金(20113305110005)
浙江省自然科学基金(Z1111219
Y1101078)
浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目资助课题
文摘
通过对传统触发器结构和旁道攻击密码系统原理的研究,提出一种具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计方案。首先,根据双轨预充逻辑电路交替处于预充阶段与求值阶段的特点,结合触发器的特征方程,推导出具有抗差分能量攻击性能的JK触发器的状态方程;然后,根据场效应管宽长比对数据传输速率的影响,采用灵敏放大型逻辑,得到相应的触发器电路结构。HSPICE模拟验证表明,所设计电路具有正确的逻辑功能。与传统JK触发器比较,该结构具有显著的抗差分能量攻击性能。
关键词
JK触发器
抗差分能量攻击
双轨预充逻辑
灵敏放大型逻辑
Keywords
JK flip-flop
anti-differential power attack
dual rail pre-charge
logic
sense
amplifier
based
logic
分类号
TN918.4 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
防DPA攻击的两种不同逻辑比较研究
被引量:
1
4
作者
石伟
戴葵
童元满
龚锐
王志英
机构
国防科技大学计算机学院
出处
《计算机工程与科学》
CSCD
2007年第5期19-22,36,共5页
文摘
DPA是一种非常有效的密码处理器攻击技术,它能够通过对密码处理器的功耗行为进行分析来获取密钥值。运用功耗恒定的标准单元实现密码处理器可以很好地达到防DPA攻击的目的。本文针对不同的集成电路制造工艺,分别对DDCVSL与SABL两种不同逻辑的防DPA攻击特性进行比较分析。实验结果表明,随着晶体管沟道长度的减小,内部节点电容对功耗恒定特性的作用逐渐减小,DDCVSL与SABL具有相近的防DPA攻击特性。同时,DDCVSL的功耗、延迟与面积小于SABL。
关键词
差分功耗分析
动态差分串联电压开关逻辑
灵敏放大器型逻辑
制造工艺
Keywords
differential power analysis(DPA)
dynamic differential cascade voltage switch
logic
(DDCVSL)
sense
amph-fier
based
logic
(sabl
)
process technology
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
TP331.2 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
下载PDF
职称材料
题名
基于MSMV的抗差分能量攻击电路设计及其应用
被引量:
1
5
作者
汪鹏君
郝李鹏
机构
宁波大学电路与系统研究所
复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室
出处
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012年第5期98-103,共6页
基金
国家自然科学基金(61274132
61076032)
+3 种基金
博士点基金(20113305110005)
浙江省自然科学基金(Z1111219
Y1101078)
浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目资助课题
文摘
为有效消除密码器件在执行算法时以能量消耗方式泄漏密码信息,本文通过对灵敏放大型逻辑和差分能量攻击原理的研究,采用多电源和多阈值电压(Muti-Supply Muti-Vth,MSMV)CMOS电路技术设计一种具有低功耗和抗差分能量攻击性能的逻辑电路,实现对输出负载低摆幅充放电。依此进一步提出一种新型全加器结构,从而可以以低摆幅的方式对双轨电路进行编码。HSPICE模拟验证表明,所设计的全加器逻辑功能正确,抗差分能量攻击性能明显。与传统基于SABL逻辑的全加器比较,该结构具有显著的低功耗特性。
关键词
抗差分能量攻击
多电源和多阈值电压CMOS电路技术
灵敏放大型逻辑
低功耗设计
Keywords
anti-differential power attack
MSMV
sense
amplifier
based
logic
low power design
分类号
TP331 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
DES芯片抵御高阶差分功耗分析攻击方法研究
6
作者
李海军
马光胜
刘晓晓
机构
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院
出处
《Journal of Semiconductors》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期376-380,共5页
文摘
分析独特的屏蔽方法及改进方法的不足,提出了逻辑层和算法层相结合抵御高阶差分功耗分析攻击的新方法,并给出芯片半定制设计流程.芯片关键部分电路采用自定义功耗恒定逻辑单元实现,非关键部分电路采用CMOS逻辑以减少功耗和面积.整体电路采用独特的屏蔽方法自定义轮实现.结果表明芯片能够抵御高阶差分功耗分析攻击,运算速度与现有方法相当,而所需资源比现有方法少.
关键词
高阶差分功耗分析
独特的屏蔽方法
DES
灵敏放大器型逻辑
Keywords
high-order differential power analysis
unique masking method
DES
sense
amplifier
based
logic
分类号
TN492 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采用混合MTJ/CMOS和SABL结构的密码算法电路设计
王晨旭
闫涛
宫月红
罗敏
曾琅
张德明
徐天亮
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
2
防DPA攻击的标准单元库的设计与实现
石伟
戴葵
童元满
龚锐
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2007
4
下载PDF
职称材料
3
具有抗差分能量攻击性能的JK触发器设计
郝李鹏
汪鹏君
张跃军
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012
2
下载PDF
职称材料
4
防DPA攻击的两种不同逻辑比较研究
石伟
戴葵
童元满
龚锐
王志英
《计算机工程与科学》
CSCD
2007
1
下载PDF
职称材料
5
基于MSMV的抗差分能量攻击电路设计及其应用
汪鹏君
郝李鹏
《电路与系统学报》
CSCD
北大核心
2012
1
下载PDF
职称材料
6
DES芯片抵御高阶差分功耗分析攻击方法研究
李海军
马光胜
刘晓晓
《Journal of Semiconductors》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
0
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职称材料
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