抗二阶DPA分析的ZUC算法防护方案及硬件实现

对于不带防护的ZUC算法硬件实现,容易DPA攻击的影响.为此提出了基于二阶算术加、有限域sbox二阶全掩码、sbox固定掩码以及伪轮防护方案的ZUC算法防护方案,理论上可以抗二阶DPA攻击,在FPGA上对其进行了实现,并在硬件实现进行了一定的优化,节省了功耗和面积.我们通过FPGA功耗采集平台,采集带防护的ZUC算法硬件实现的功耗曲线,对其进行DPA攻击,没有攻击出正确密钥,表明我们的防护方案实际有效,大大增加了功耗分析攻击的难度.

针对掩码AES的选择明文和二阶DPA组合攻击

AES算法已经被广泛的应用于商业密码领域,未加防护的AES算法可被DPA攻击.掩码是一种有效的抗DPA攻击防护措施,尤其是采用全掩码技术后,常规DPA无法对其成功实施攻击.本文提出了一种选择明文和二阶DPA的组合攻击方法(CSDCA),可成功实施对全掩码AES电路的侧信道攻击.首先利用选择明文的方式降低密钥遍历的空间,由128比特降至每8比特分组进行攻击;同时,选择初始轮的轮输出和第一轮的轮输出作为中间值,采用二阶DPA技术,去除掩码防护,从而成功攻击掩码防护.实验结果表明:对于采用SASEBO板仿真实现的全掩码AES算法,应用CSDCA方法后,采集6万条曲线一小时即可获得密钥.相比于传统的二阶DPA攻击,本方法攻击成功所需的曲线条数(攻击所需时间)可降低94%(由100万条降低至6万条);该方法与业界常用方法(毛刺DPA攻击)相比,曲线条数(攻击时间)可降低79%(由28万条降低至6万条).

智能卡抗DPA攻击技术研究

智能卡在使用过程中会存在信息泄漏的问题,对智能卡系统的安全建设造成很大的威胁。智能卡攻击方法主要有两大类,传统的攻击方法和侧信道攻击方法。而侧信道攻击方法中的差分能量分析攻击(DPA)成为热点。文章主要对智能卡系统的抗DPA能量分析攻击进行研究,采用隐藏技术和掩码技术方法来降低甚至消除密码设备的能量消耗依赖性,设计了掩码型AES算法提高智能卡的抗能量分析攻击能力,并对掩码型AES的二阶DPA攻击进行实验仿真,结果表明,能量迹中最高相关系数为0.242282,而平均相关度却非常低,能十分有效地保护智能卡免受DPA攻击。