Camellia算法的相关功耗分析攻击.pdfVIP

第 30卷第 3期 成 都 信 息 工 程 学 院 学 报 VoI_30No．3 2015年 6月 JOURNAL0FCHENGDU UNIVERSITY0F INR)RMATIoNTEa} 0I．oGY Jun．2015 文章编号：1671．1742(2015)03—0219．05 Camellia算法的相关功耗分析攻击 蔡 琛 ， 陈 运 ，一， 陈 俊 ， 万武南 ， 胡晓霞 (1．成都信息工程大学应用密码学研究所，四川 成都610225；2．电子科技大学通信与信息工程学院，四川 成 都 610054) 摘要：Camellia算法在进入Feistel结构前加入白化密钥 ，并且且轮密钥的生成与密钥的每一位相关，导致一般 相关功耗分析攻击无法适用于该算法。该算法的第三轮、第四轮的轮密钥为原始密钥循环左移得到，利用这一特 性设计了攻击方案 ：首先攻击一、二轮得到三、四轮需要的输入值，再攻击三、四轮得到一个以原始密钥为未知数的 可解方程 ，解方程得到原始密钥。以STC89C58AD微控制器为硬件仿真平台，对攻击方案进行了实验。实验结果 表明：使用文中提出的攻击方案，分别用 189—306条功耗曲线就可以恢复出1～4轮 盒密钥。 关 键 词：边信道攻击；功耗分析攻击；相关功耗分析攻击；Camellia；CPA 中图分类号：TN918．91 文献标志码：A 0 引言 加入全球市场 占有率排名前列的Firefox浏览器 ；同年 操作系统FreeBSD[15]也宣布在6．4RELEASE内加入 加密设备运行时产生时间…1、功耗[、电磁 等 Camellia；2009年开源 GNU[16_18J计划的通用公共许 边信息泄露，泄露的边信息与加密运算中的操作或数 可证 GnuPG在 1．4．10版加人 Camellia；2013年 Linux 据相关，用边信息攻击密钥的方法叫边信道攻击。功 的3．10i19]版本中加入 Camellia加密算法。与AES相 耗分析攻击 J(PowerAttacks，PA)是其中一种边 比，Camellia最大的优点是密钥扩展、加密的解密共用 信道攻击l6-7J(SideChannelAttack，sCA)方法。攻击 一 个 Feistel[20]结构，小规模硬件易实现。在小规模硬 者采集密码设备运行时的功耗，对功耗信息进行分析 件大量应用的物联网时代Camellia将得到更广泛的应 破解密钥。在信息安全形式 日渐严峻的今天，边信道 用，所以研究Camellia的边信道安全性十分重要。 安全越来越被重视 。 功耗分析攻击分为简单功耗分析攻击 J(Simple Camellia的加密算法简介 PowerAnalysis，SPA)、差分功耗分析攻击[2J(Differ． entialPowerAnalysis，DI)A)、模板攻击 J(TA，tem— Camellia算法的分组长度是 128比特，密钥长度 plateattack)和相关功耗分析攻击 9【_l0J(Correlation 有 128比特、192比特和 256比特。密钥为 128比特 PowerAnalysis， )。相关功耗分析攻击是上述方 时 ，迭代轮数为 18，当密钥为 192比特或256比特时， 法中对功耗信息利用较好的方法[11I12l，因此采用相 迭代轮数为24。图1为密钥为 128比特的Camellia算 关功耗分析攻击攻击Camellia算法。 法的加密过程示意图。 由三菱和 日本电信 电话(N1vr)在 2000年共同发 Camellia．128的加密流程如下： 明的Camellia ]算法是被许多国际组织推荐的分组 特殊符号说明：④表示异或运算；If为比特连