智能卡差分能量分析实验平台实现与数据优化.pdfVIP

2014年第2期 文章编号：1009—2552(2014)02—0091—04 中图分类号：TN409 文献标识码 ：A 智能卡差分能量分析实验平台实现与数据优化 廖新华，尹慧琳 (同济大学中德学院，上海200092) 摘 要：随着密码学和密码芯片的广泛应用，针对密码芯片的攻击也 日益增多。差分能量分析 (DifferentialPowerAnalysis，DPA)攻击是最常见的一种侧信道攻击方法。DPA攻击者无须了解 加密算法的具体细节，而只通过密码设备的能量迹分析即可破解出设备的密钥。因此，研究 DPA攻击十分必要。实现了智能卡DPA实验系统，并对于此系统的能量迹测量数据进行优化处 理，从而更有利于针对此类攻击的分析和相应防御措施的设计。 关键词：智能卡；差分能量分析；能量迹 Smartcardsystem implementationanddataoptimization basedon differentialpoweranalysis LIAO Xin—hua．YIN Hui一1in (CDHK，TongjiUniversity，Shanghai200092，China) Abstract：Withthedevelopmentofthewideimplementationofcryptographyandcryptochip，theattacks targetingattheeryptochipsisincreasing．Differentialpoweranalysis(DPA)atatckisapopularside canalattackmehtod．ThroughthepowertraceanalysistheDPA atatckercananalyzetherightkeyout， notdependingonknownthedeatilsoftheeryptoalgorithm．SohteresearchonDPA attackisessentia1． Inhtispaper，asmartcard system basedonDPA analysisisrealized．Inordertodesign the security measuresagainsthtisatatck．theenergy tracesfrom hteDPA atatcksareoptimized formoreaccurate daat． Keywords：smartcard；DPA (differentialpoweranalysis)；powertrace 0 引言 本文以差分能量分析(DPA)为理论基础，结合 随着信息社会的发展和进步，信息的产生和传 Linux平台搭建了一个智能卡系统，对其实现 DPA 播得到极大的促进，在国民生产的许多环节中信息 攻击。从而完整的展示 了DPA攻击的全部过程。 化都是一个十分重要的因素，信息安全因此就成为 此外，本文对测得的能量迹阶数不足的问题做 了一个关系到社会整体利益的因素。密码学和密码 了进一步深入的研究，结合 Picoscope示波器工具， 芯片得以广泛的应用 。而其 自身的安全也对于整个 运用 Matlab工具对测得的能量迹数据做进一步整 系统来说十分重要 。具体到密码芯片的安全性，在 理和提取，从而对于 Linux不同平台测试导致 了智 密码芯片的实现中，密码算法基于某个物理设备并 能卡系统能量迹采集阶数不足的问题提出了新的解 采用软件或硬件方式实现，物理设备会与其环境发 决思路。 生物理交互作用。攻击者有可能主动策划并检测这 1 差分能量攻击 (DPA) 种交互作用，进而产生有助于密码分析的信息，比如