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侧信道分析优化方案关键技术研究

李煜光

  物理设备所使用的加密算法即使在理论层面是安全的,但算法的实现方式或设备的使用方式也会影响其安全性。侧信道分析即是利用了物理设备的上述缺陷,通过采集并分析物理设备的功耗或电磁辐射等侧信道信息达到破坏设备安全性的目的。随着侧信道分析方法的发展,数种十分有效的抗侧信道分析的防护方案也陆续被研究者提出,其中最有代表性的即为掩码技术。掩码技术通过将物理设备所处理的数据随机化的方式,阻断了数据与侧信道信息之间的联系,进而提高了设备的安全性。针对掩码技术的侧信道分析方法是目前的研究热点之一。侧信道分析方案通常包括多个环节,任何一个环节中使用的方法若产生缺陷都会影响整个分析流程的有效性。鉴于此,本毕业设计对侧信道分析中的几个关键环节进行分析,并分别提出优化方案或新型的分析方法。使用本文中所述的方法可显著提高侧信道分析整体流程的有效性,此外,还可针对某些特殊情况下解决新的问题。本文所研究的关键技术主要针对侧信道分析中的Non-profiling分析方法,该类方法中的关键技术主要包括泄漏模型、预处理方法与泄漏分析方法。首先,针对泄漏模型方面,本文深入研究了现有仿真泄漏模型的缺陷,通过研究不同仿真层次对泄漏模型有效性的影响,提出了仿真泄漏模型优化方案,可显著提高现有泄漏模型的有效性;其次,针对预处理方法方面,本文深入研究了预处理方法中组合函数的缺陷,并结合硬件电路的物理特性,提出了组合函数优化方案;最后,针对泄漏分析方法方面,本文研究了硬件加密电路的工作频率对加密设备安全性的影响,并提出了频率安全性分析方法,可用于分析硬件加密设备在不同工作频率运行时的侧信道安全性。……   
[关键词]:侧信道分析;高阶掩码;泄漏模型;组合函数;泄漏分析方法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉大学2018年