LED密码算法Verilog HDL优化实现研究

LED是在CHES2011 上提出的分组加密算法,该密码算法主要是为资源受限下物联网加密应用研发的,属于超轻量级密码算法.该文主要研究 LED加密算法的硬件实现,首先根据 LED的功能说明进行模块划分,然后分别用硬件描述语言 Verilog HDL进行了相应功能模块实现,并分模块进行实验测试,最后进行各分模块组合成完整 LED硬件描述语言程序,并进行整体的正确性实验测试.实验结果表明用 Verilog HDL实现的LED密码算法加密运算正确.

基于DPA的LED非线性部件逆向研究

在军事和商业应用中有很多密码算法是半公开或者不公开的，旨在证明算法保密对密码的安全性提高并没有明显帮助．针对轻型分组密码LED的未知非线性部件S盒，提出了一种基于差分功耗分析的逆向方法，该方法可以利用差分功耗曲线的极性信息来恢复未知算法结构．实验结果表明，在LED的S盒参数未知时，利用功耗采集平台采集算法运行时泄露的旁路功耗信息，可以成功逆向出全部s盒信息，验证了该方法的可行性．

侧入式发光二极管背光区域调光算法

为解决液晶显示存在能效和对比度不高问题,本文结合主流背光结构和区域调光技术优势,提出了一种侧入式LED背光区域调光算法,包括背光调光、亮度分配和像素补偿三个部分。调光算法将输入图像进行分区,计算每个分区的图像亮度;亮度分配算法引入资源分配和运输模型建立图像分区亮度到LED灯串亮度的映射关系。像素补偿算法使用低通滤波器模拟得到LED发出的光经导光板、扩散膜后的扩散效果,据此调整液晶像素亮度。并对该算法进行了大量的仿真实验,开发了原理性样机。对30幅典型图像实际测试表明,平均节能率为20.57%,平均结构相似性性能参数为0.985。本文提出的侧入式区域调光算法既能保持背光结构轻薄,同时具有较好的节能和显示效果。

轻量级分组密码LED的相关密钥差分分析

在CHES2011国际会议上,轻量级分组密码算法LED被郭等人提出,该密码算法具有硬件实现规模小,加解密速度快等优点,因而备受业界关注。目前设计者给出了单密钥攻击模型下LED算法活跃S盒个数的下界,以评估其抵御经典差分密码分析的能力。然而,相关密钥攻击模型下LED算法抵御差分密码分析的能力仍有待进一步解决。本文基于LED密码算法的结构及密钥编排特点,结合面向字节的自动化搜索方法,构建了适用于相关密钥差分分析的混合整形规划(MILP)搜索模型。研究结果表明:全轮LED-64至少存在100个活跃S盒,全轮LED-128至少存在150个活跃S盒;15轮简化LED算法足以抵抗相关密钥差分分析。此外,针对多种变体的LED密钥编排方法进行了测试,找到了一些新的密钥编排方案,并使LED算法具有最佳能力抵御相关密钥差分分析。