嵌入式加密芯片抗功耗攻击方法研究

课题系统分析安全芯片抗功耗攻击的基本理论，研究抗高阶功耗攻击创新防护方法，量化评估加密算法抗功耗攻击能力，通过软件设计仿真及硬件原型验证系统的可靠性与先进性。对常用的密码算法具体实现时的抗功耗攻击能力进行量化评估理论与方法的研究，定量地给出加密算法抗攻击能力。对适合于智能卡的固定值掩码算法进行理论和实际应用的研究，给出多步固定值掩码算法和关键点固定值掩码算法。创新性地把混沌理论成果应用于加密芯片抗功耗攻击研究。研究和设计功耗攻击软件设计仿真系统，用软件仿真功耗攻击在加密芯片的设计阶段评估设计方案的抗功耗攻击性能，提高效率，降低成本；研究基于FPGA的抗功耗攻击加密芯片原型验证系统，从硬件原型上对芯片的抗功耗攻击能力进行实际评估；通过软件仿真系统和原型验证系统的研究与实现，对加密算法的抗功耗攻击性能与设计进行全面验证。

课题组研究了安全芯片抗功耗攻击的基本理论，构建了功耗攻击的汉明距离简化模型，建立了抗功耗攻击能力量化评估的信噪比模型。深入研究了各种加密算法抗高阶的功耗攻击方法，设计了一种抗高阶功耗攻击的SMS4算法，对算法进行有效设计并进行硬件实现。对适合于智能卡的固定值掩码算法进行理论和实际应用的研究，设计并实现了一种适应低功耗小面积的固定值掩码算法。创新性地把混沌理论成果应用于加密芯片抗功耗攻击研究。研究和设计了功耗攻击软件设计仿真系统，用软件仿真功耗攻击在加密芯片的设计阶段评估设计方案的抗功耗攻击性能，对加密算法的抗功耗攻击性能与设计进行了全面验证。