针对AES算法的时域和频域相关功耗攻击对比分析

面对众多的时域功耗攻击方法和近年来陆续提出的频域功耗攻击方法,以高级加密标准（Advanced En—cryption Standard,AES）密码算法为研究对象,对效用较强的相关功耗攻击方法在时域和频域的攻击效果进行了对比分析。以STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台采集相同密钥随机明文的AES密码算法功耗曲线,考虑功耗曲线在时域上对齐与否,分别实施时域相关功耗攻击和频域相关功耗攻击。结果显示：功耗曲线在时域对齐情况下,时域相关功耗攻击比频域相关功耗攻击在恢复AES算法完整的初始密钥所需样本量更少;反之,频域相关功耗攻击所需样本量更少,验证了频域相关功耗攻击能够解决时域相关功耗攻击中时间点不对齐的问题。说明功耗曲线有随机时间干扰的情况下适合选择频域相关功耗攻击,反之,选择时域相关功耗攻击更有利。     

SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究

SM4算法是中国无线局域网产品的分组密码算法。功耗分析由于代价低、攻击效率高,因此对密码算法形成了很大的威胁。以SM4算法为研究对象,STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台,采集相同密钥不同明文的SM4密码算法功耗曲线,分别研究了差分功耗分析及相关功耗分析的攻击方法。实验结果表明:使用相关功耗分析,210条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥;使用差分功耗分析,3500条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥。     

PRESENT算法的相关功耗分析研究

功耗攻击成功率会受到很多因素的影响,包括不同的语言的实现方式。以PRESENT算法为研究对象、STC90C58AD微控制器作为硬件仿真平台,针对在同一环境下使用C语言和汇编语言实现的PRESENT算法,分别实施了相关功耗攻击。实验结果表明:使用C语言实现的PRESENT算法泄露的功耗信息有限,使用4000条功耗曲线不能通过相关功耗攻击得到全部密钥。而对于汇编语言实现的算法,则能通过相关功耗攻击从95条功耗曲线中恢复出全部密钥。