微电子学与计算机
微電子學與計算機
미전자학여계산궤
MICROELECTRONICS & COMPUTER
2015年
4期
15-20
,共6页
胡文静%王安%乌力吉%谢鑫君
鬍文靜%王安%烏力吉%謝鑫君
호문정%왕안%오력길%사흠군
SM4分组密码算法%相关性能量分析%SAKURA-G
SM4分組密碼算法%相關性能量分析%SAKURA-G
SM4분조밀마산법%상관성능량분석%SAKURA-G
SM4%correlation power analysis%SAKURA-G
目前,公开研究SM4能量攻击的实验中,功耗波形都采用计算机仿真、单片机软件实现等手段,这与实际中使用的SM4硬件电路实现的功耗尚有很大差别。由此分析了一种SM4算法硬件电路实现的安全性,将它的Verilog硬件电路下载到SAKURA‐G开发板中,并采集其实际运行时的功耗信息。通过相关性能量分析技术对首轮S盒输入、首轮S盒输出、首轮输出寄存器多个可能泄露信息的位置进行攻击,还原了首轮子密钥。通过相同方法可以还原第2~4轮子密钥,最终推导128比特源密钥。最后分别从系统级和算法级探讨了相应的防御对策。
目前,公開研究SM4能量攻擊的實驗中,功耗波形都採用計算機倣真、單片機軟件實現等手段,這與實際中使用的SM4硬件電路實現的功耗尚有很大差彆。由此分析瞭一種SM4算法硬件電路實現的安全性,將它的Verilog硬件電路下載到SAKURA‐G開髮闆中,併採集其實際運行時的功耗信息。通過相關性能量分析技術對首輪S盒輸入、首輪S盒輸齣、首輪輸齣寄存器多箇可能洩露信息的位置進行攻擊,還原瞭首輪子密鑰。通過相同方法可以還原第2~4輪子密鑰,最終推導128比特源密鑰。最後分彆從繫統級和算法級探討瞭相應的防禦對策。
목전,공개연구SM4능량공격적실험중,공모파형도채용계산궤방진、단편궤연건실현등수단,저여실제중사용적SM4경건전로실현적공모상유흔대차별。유차분석료일충SM4산법경건전로실현적안전성,장타적Verilog경건전로하재도SAKURA‐G개발판중,병채집기실제운행시적공모신식。통과상관성능량분석기술대수륜S합수입、수륜S합수출、수륜수출기존기다개가능설로신식적위치진행공격,환원료수륜자밀약。통과상동방법가이환원제2~4륜자밀약,최종추도128비특원밀약。최후분별종계통급화산법급탐토료상응적방어대책。
Currently ,in public researches about SM4 power attack ,the power traces are generated by computer simulation or software implementation .However ,this is different with hardware implementation which is used in actual .A research of a SM4 algorithm hardware implementation is given out ,which is applied in market .we download the Verilog code to a SAKURA‐G board , and collect the power traces when it actually operates . Correlation Power Analysis method is used to analyze the leakage of the input of the S‐box in the first round ,the output of the S‐box in the first round and the output registers of the first round .We recovered the sub‐key of the first round .By the same method ,we can recover the sub‐keys of round 2‐4 ,and eventually get the 128‐bit key .