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抗差分电磁分析逻辑电路研究

计算机工程 2011年第8期37卷 130-131,134页

作者：常小龙丁国良尹文龙王创伟军械工程学院计算机工程系石家庄050003

动态差分串联电压开关逻辑(DDCVSL)、SABL等逻辑电路抵御差分电磁分析时,其防护能力受到电路布局布线的限制。针对该问题,在DDCVSL的基础上引入掩码机制,提出一种改进的防护逻辑(MDDCVSL),并给出一种双轨门电路电磁信息泄漏分析方法。... 详细信息

动态差分串联电压开关逻辑(DDCVSL)、SABL等逻辑电路抵御差分电磁分析时,其防护能力受到电路布局布线的限制。针对该问题,在DDCVSL的基础上引入掩码机制,提出一种改进的防护逻辑(MDDCVSL),并给出一种双轨门电路电磁信息泄漏分析方法。实验采用TSMC 0.18μm工艺设计MDDCVSL、DDCVSL、SABL等逻辑的与非门,结果表明,MDDCVSL能有效去除电磁信息泄漏,具有较小的功耗、面积和时延。

关键词：差分电磁分析动态差分串联电压开关逻辑电磁泄漏系数偶极子

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密码系统差分电磁分析研究

计算机工程与设计 2009年第12期30卷 2892-2894,2898页

作者：丁国良郭华陈利军尹文龙赵强军械工程学院计算机工程系河北石家庄050003

针对AT89C52和P89C668两种单片机实现的DES密码系统,采用差分电磁分析的方法对其进行了密码破译实验,成功获得了DES第16轮48位子密钥。分析了CMOS门电路中数据与电磁辐射的相关性,建立了寄存器电磁信息泄漏模型,比较了汉明重量模型和汉... 详细信息

针对AT89C52和P89C668两种单片机实现的DES密码系统,采用差分电磁分析的方法对其进行了密码破译实验,成功获得了DES第16轮48位子密钥。分析了CMOS门电路中数据与电磁辐射的相关性,建立了寄存器电磁信息泄漏模型,比较了汉明重量模型和汉明距离模型的攻击效果。实验结果表明,CMOS集成电路在工作时存在着电磁信息泄漏,不同的指令在两种泄漏模型下具有不同的泄漏特征,为密码系统实施相关防护措施提供了依据。

关键词：差分电磁分析电磁信息泄漏数据相关性数据加密标准旁路攻击

针对FPGA密码芯片的近场差分电磁分析攻击

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计算机工程与应用 2013年第18期49卷 89-93页

作者：陈开颜余浩邹程吴恒旭军械工程学院计算机工程系中国人民解放军78086部队

为探究现场可编程门阵列(FPGA)密码芯片运行时电磁辐射造成的涉密信息泄漏情况,研究了互补金属氧化物半导体(CMOS)电路直接电磁辐射的原理,构建了FPGA密码芯片的近场电磁辐射模型。根据这个模型,探讨了近场电磁辐射测量点的选取,采用电... 详细信息

为探究现场可编程门阵列(FPGA)密码芯片运行时电磁辐射造成的涉密信息泄漏情况,研究了互补金属氧化物半导体(CMOS)电路直接电磁辐射的原理,构建了FPGA密码芯片的近场电磁辐射模型。根据这个模型,探讨了近场电磁辐射测量点的选取,采用电磁扫描的方法解决了电磁探头在FPGA表面电磁信号采集的定位问题。此外,在阐释了差分电磁分析(DEMA)攻击原理的同时,完成了高级加密标准(AES)的FPGA电路设计,针对FPGA密码系统的DEMA攻击实验表明,通过电磁扫描找到最佳测量点,在42 000个样本的条件下能成功破解AES密码电路的128 bit密钥。

关键词：密码芯片近场电磁辐射差分电磁分析高级加密标准现场可编程门阵列

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基于非同调的幅值均方法优化电磁分析

制造业自动化 2012年第17期34卷 70-72页

作者：王雪梅崔静商丘职业技术学院商丘476000

本文通过非同调性加权全局幅度均方(WGMSI)分析法,克服了传统的近场电磁扫描定位效果不太理想的缺点,实现了快速有效定位技术。通过对非同调加权全局幅度均方(WGMSI)和全局差分非同调性幅值均方(DGMSI)的论证分析,本文指出,指向集中电... 详细信息

本文通过非同调性加权全局幅度均方(WGMSI)分析法,克服了传统的近场电磁扫描定位效果不太理想的缺点,实现了快速有效定位技术。通过对非同调加权全局幅度均方(WGMSI)和全局差分非同调性幅值均方(DGMSI)的论证分析,本文指出,指向集中电磁分析法能成功应用;与此同时,将MSI处理技术通过两种应用程序得以阐述,结果表明,非同调性幅值均方法可被应用于增强基于差异化方式(DoM)的差分电磁分析法(DEMA),电磁分析效率能提高近两倍。

关键词：非同调幅值均方差分电磁分析差异化方式数据加密标准

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分组密码芯片的电磁分析攻击技术研究

分组密码芯片的电磁分析攻击技术研究

作者：段二朋解放军信息工程大学

学位级别：硕士

密码芯片在工作过程中不可避免地会产生诸如时间、功耗和电磁辐射等旁道信息。由于上述信息与芯片内部的密码操作及数据存在相关性，因此可以利用上述信息对密码芯片实施旁道攻击。按照所利用的信息不同，旁道攻击通常被分为计时攻击、... 详细信息

密码芯片在工作过程中不可避免地会产生诸如时间、功耗和电磁辐射等旁道信息。由于上述信息与芯片内部的密码操作及数据存在相关性，因此可以利用上述信息对密码芯片实施旁道攻击。按照所利用的信息不同，旁道攻击通常被分为计时攻击、能量攻击和电磁分析攻击等。与能量攻击相比，电磁分析攻击主要通过分析密码芯片的电磁信息来获取密钥，无需对密码芯片进行分解和改动电路，故具有隐蔽性强和难以被察觉等优点。本文对分组密码芯片的电磁分析攻击技术进行了研究，完成的主要工作如下：首先，构建了一个密码芯片的电磁信息采集平台。阐述了平台的结构、组成和使用方法，并分析了平台工作中噪声对采集结果的影响。利用DES和AES的电磁辐射特征对平台的有效性进行了验证，结果表明利用该平台能够正确地获取密码芯片工作过程中产生的电磁信息。其次，研究了分组密码芯片的差分电磁分析（DEMA）攻击技术。为在DEMA攻击中选择合适的区分函数，本文提出了一种基于汉明重量模型的DEMA尖峰模拟分析方法。运用该方法对DES、AES密码算法分别进行了DEMA尖峰模拟分析;利用上述采集平台，对基于FPGA实现的DES和AES密码算法进行了电磁信息采集，并根据模拟分析得到的区分函数，进行了DEMA攻击实验。实验结果验证了本文提出的DEMA尖峰模拟分析方法的有效性。最后，研究了分组密码芯片的相关性电磁分析（CEMA）攻击技术。为在CEMA攻击中选择合适的攻击点，本文提出了一种基于汉明重量模型的CEMA尖峰模拟分析方法。运用该方法对DES、AES密码算法分别进行了CEMA尖峰模拟分析;利用上述采集平台，对基于FPGA实现的DES和AES密码算法进行了电磁信息采集，并根据模拟分析得到的攻击点，进行了CEMA攻击实验。实验结果验证了本文提出的CEMA尖峰模拟分析方法的有效性。总之，本文通过对DEMA和CEMA攻击技术进行研究，提出了一种DEMA尖峰及CEMA尖峰的模拟分析方法，重点对DES和AES算法S盒输出作为区分函数和攻击点选择的合理性进行了剖析，并对这两种算法的DEMA和CEMA攻击进行了验证，其结果表明该方法有助于提高分组密码芯片电磁分析攻击的攻击效率。

关键词：密码芯片汉明重量差分电磁分析相关性电磁分析

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DES算法差分电磁攻击及区分函数的选择

电子技术应用 2014年第3期40卷 48-51页

作者：于敬超杨昌盛严迎建李默然解放军信息工程大学河南郑州450000

为了解决DEMA攻击时由于假峰现象而误判密钥的问题,在分析COMS电路电磁泄漏机理的基础上,针对DES算法的DEMA攻击构造了3种不同的区分函数并对其进行对比分析,给出了DES算法合适的区分函数构造方法。实验结果表明,选择该区分函数进行攻... 详细信息

为了解决DEMA攻击时由于假峰现象而误判密钥的问题,在分析COMS电路电磁泄漏机理的基础上,针对DES算法的DEMA攻击构造了3种不同的区分函数并对其进行对比分析,给出了DES算法合适的区分函数构造方法。实验结果表明,选择该区分函数进行攻击时可以有效地避免假峰现象,提高了攻击的成功率。

关键词： DES密码芯片差分电磁分析区分函数假峰

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DES加密算法的差分电磁攻击实现

微电子学与计算机 2009年第12期26卷 34-37页

作者：郭华丁国良刘昌杰尹文龙军械工程学院计算机工程系河北石家庄050003

差分电磁攻击是一种针对密码算法的侧信道攻击方法.根据CMOS器件工作时产生发射辐射的原理,建立了针对DES加密算法的电磁侧信道攻击平台;对差分攻击方法和电磁辐射分析进行了说明;结合虚拟仪器技术,采用磁场探头对单片机的电磁辐射进行... 详细信息

差分电磁攻击是一种针对密码算法的侧信道攻击方法.根据CMOS器件工作时产生发射辐射的原理,建立了针对DES加密算法的电磁侧信道攻击平台;对差分攻击方法和电磁辐射分析进行了说明;结合虚拟仪器技术,采用磁场探头对单片机的电磁辐射进行测量,获得了较好的信号;利用针对多CPU的优化算法,实现了在1000组样本量下快速破解DES加密算法,整个实验过程在半小时内完成.

关键词：侧信道分析差分电磁分析 DES 电磁环境

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CMOS门电路电磁信息泄漏评估

微电子学与计算机 2011年第5期28卷 67-70页

作者：丁国良常小龙陈家文武翠霞军械工程学院计算机工程系河北石家庄050003 河北工业大学天津300130

通过将CMOS工艺中的导线转化为电偶极子模型,提出了一种对CMOS工艺的门电路进行电磁信息泄漏评估的方法.仿真实验采用TSMC0.18μm工艺,实现了基于单轨逻辑以及SABL双轨逻辑的与非门,并用提出的评估方法对门电路的电磁信息泄漏进行评估.... 详细信息

通过将CMOS工艺中的导线转化为电偶极子模型,提出了一种对CMOS工艺的门电路进行电磁信息泄漏评估的方法.仿真实验采用TSMC0.18μm工艺,实现了基于单轨逻辑以及SABL双轨逻辑的与非门,并用提出的评估方法对门电路的电磁信息泄漏进行评估.仿真结果表明,该评估方法能够对CMOS门电路的电磁信息泄漏程度进行量化评估,同时还表明了双轨门电路电磁信息泄漏弱于单轨门电路.

关键词：电磁信息泄漏差分电磁分析电偶极子模型

一种针对DES密码芯片的M-DEMA攻击方法

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兵工自动化 2013年第2期32卷 45-47,54页

作者：柏代军范黎恒余浩总装重庆军代局重庆400060 军械工程学院计算机工程系石家庄050003

为探究电磁信号泄漏的秘密信息,将多比特差分电磁分析(M-DEMA)应用于密码芯片的电磁旁路攻击。在分析CMOS电路直接电磁辐射机理的基础上,设计并搭建了DES微控制器(AT89C52)密码系统的近场电磁辐射信号采集与分析平台。在详细阐释M-DEMA... 详细信息

为探究电磁信号泄漏的秘密信息,将多比特差分电磁分析(M-DEMA)应用于密码芯片的电磁旁路攻击。在分析CMOS电路直接电磁辐射机理的基础上,设计并搭建了DES微控制器(AT89C52)密码系统的近场电磁辐射信号采集与分析平台。在详细阐释M-DEMA攻击方法的同时,完成了针对该密码系统的攻击实验及实验效果分析,实验结果表明该方法是有效的,与传统DEMA方法相比,该方法能用更少的样本成功恢复DES密码芯片的密钥,并能提高攻击成功率。

关键词：密码芯片差分电磁分析近场电磁辐射数据加密标准