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基于深度残差神经网络的AES密码芯片电磁攻击研究

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电波科学学报 2019年第4期34卷 403-407页

作者：罗漫张洪欣北京邮电大学网络空间安全学院北京100876 北京邮电大学电子工程学院北京100876

基于“分而治之”方法提出了一种在完全未知明文、密文及泄露中间值情况下的电磁泄漏攻击方法.设计深度残差神经网络模型,对基于现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的密码芯片高级加密标准(advanced encryption ... 详细信息

基于“分而治之”方法提出了一种在完全未知明文、密文及泄露中间值情况下的电磁泄漏攻击方法.设计深度残差神经网络模型,对基于现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的密码芯片高级加密标准(advanced encryption standard,AES)加密算法进行了电磁分析攻击.该模型包括数据扩展层和深度残差层两部分.数据扩展层将一维电磁信号数据扩展到二维,有效降低了模型的训练难度;深度残差层是基于残差块的深度神经网络,有效解决了深层网络的收敛难、调优难等问题.在明文和密文完全未知的情况下,仅仅通过采集到的电磁泄漏信号,利用该模型对密钥的最后两位进行了恢复实验,实验结果表明准确率达到了91.8%?在同等条件下,该模型的准确度比支持向量机(support vector machine,SVM)模型提升了近8%.

关键词：电磁攻击 AES密码算法残差神经网络 “分而治之” 旁路攻击

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电磁攻击方法与能量攻击方法的对比

现代电子技术 2003年第8期26卷 37-38页

作者：袁征毛明李胜利北京电子科技学院北京100000 华中理工大学计算机系湖北武汉430000

旁道攻击是避开复杂的密码算法 ,利用密码算法在软硬件实现中泄露出的各种信息进行攻击 ,电磁攻击和能量攻击是两种不同旁道攻击方法 ,二者既有共同之处 ,又有各自的特点 ,可以通过实验分析。

关键词：旁道攻击电磁攻击能量攻击密码算法

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电磁武器的攻击与防护

网络安全技术与应用 2003年第12期 22-24页

作者：华芸海军计算技术研究所

本文对信息安全研究的一项重要领域——信息战中的电磁武器作了介绍,讨论了强电磁脉冲的破坏性和电磁波破坏性的耦合途径,并结合作者在实际工作中积累的经验,分析了几种对电磁攻击的防护措施。

关键词：信息安全信息战电磁武器电磁脉冲电磁攻击防护电子对抗

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美军有/无人机协同作战运用及关键技术研究

战术导弹技术 2022年第6期 128-137页

作者：张路邵正途翁呈祥许登荣空军预警学院武汉430019

无人机在战场的使用将推动有/无人协同作战的发展,极大改变未来作战的方式和形态。针对美军有/无人机协同作战运用及关键技术开展研究,梳理了美军有/无人机协同作战现状。围绕基本思路、配置方法、典型作战运用构想,对长机僚机式、分布... 详细信息

无人机在战场的使用将推动有/无人协同作战的发展,极大改变未来作战的方式和形态。针对美军有/无人机协同作战运用及关键技术开展研究,梳理了美军有/无人机协同作战现状。围绕基本思路、配置方法、典型作战运用构想,对长机僚机式、分布式、分层式有/无人机协同等典型作战运用进行了创新构想和深度分析,并针对集群指控、低截获/低探测通信、协同态势感知等关键技术及存在的问题进行了分析,提出了有/无人机协同发展的趋势,为深入开展有/无人机协同智能作战提供参考。

关键词：有/无人机无人机蜂群忠诚僚机协同作战配置方法电磁攻击

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高安全高性能RSA协处理器的设计与实现

微电子学 2022年第4期52卷 675-680页

作者：臧仕平许可敬胡毅杜鹏程高鹰北京智芯微电子科技有限公司北京102200

为保证智能电网中的数据安全,防止电力通信过程中的数据被篡改,安全芯片的应用必不可少,而RSA算法是安全芯片中应用最广泛的公钥算法之一。RSA算法复杂度高,硬件实现功耗较大,在设计的过程中常常无法完全兼顾性能、功耗、安全性等各个... 详细信息

为保证智能电网中的数据安全,防止电力通信过程中的数据被篡改,安全芯片的应用必不可少,而RSA算法是安全芯片中应用最广泛的公钥算法之一。RSA算法复杂度高,硬件实现功耗较大,在设计的过程中常常无法完全兼顾性能、功耗、安全性等各个方面。文章设计了一种高性能、能抵抗常见侧信道攻击及EMA电磁攻击的高安全RSA协处理器。提出的随机存储模幂算法真伪运算结果的防护策略,增强了协处理器抵抗侧信道攻击、差分功耗攻击以及EMA电磁攻击的能力。通过两个层级的算法优化来提升协处理器性能,并通过结合CIOS平方算法和Karatsuba算法的改进的Montgomery模乘算法,使得1024位带防护的RSA算法在UMC 55 nm工艺下的面积为4.8万门@30 MHz,功耗为4.62 mW@30 MHz,FPGA开发板上进行API测试的性能为709.3 kbit/s。

关键词：模幂公钥算法蒙哥马利算法功耗电磁攻击

极端情况下电网遭受外部攻击的风险评估模型探索

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广东电力 2022年第8期35卷 50-59页

作者：雷傲宇刘蔚周剑梅勇杨荣照毛振宇中国南方电网电力调度控制中心广东广州510663 南方电网科学研究院有限责任公司广东广州510663

提出一种用于评估极端情况下电网遭受外部攻击的暂态稳定风险的模型。该模型通过基于外部攻击特性的破坏能力过滤器来表征外部攻击的行为特点,通过基于电网防护能力的防御拦截器来表征电网的防护特性,通过用外部攻击行为作用在被攻击对... 详细信息

提出一种用于评估极端情况下电网遭受外部攻击的暂态稳定风险的模型。该模型通过基于外部攻击特性的破坏能力过滤器来表征外部攻击的行为特点,通过基于电网防护能力的防御拦截器来表征电网的防护特性,通过用外部攻击行为作用在被攻击对象后在电网中表现出来的电网故障形态及其后果来定量计算暂态稳定风险。然后,根据提出的模型建立极端情况下电网可能遭受的网络攻击、电磁攻击、石墨炸弹攻击和暴恐袭击4种典型外部攻击时的风险评估指标的具体计算方法。最后,以某城市电网为算例,给出了极端情况下该城市电网遭受4种典型外部攻击时的暂态稳定风险评估结果。

关键词：外部攻击网络攻击电磁攻击石墨炸弹攻击暴恐袭击风险评估

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环球军闻

兵器 2022年第5期 8-11页

美国开发电子战炮弹2022年3月,美国陆军订购了SRC技术公司的“寂静影响”电子战炮弹。该系统用155毫米炮弹发射后,多个子弹药能利用降落伞在空中停留较长时间,即使落到地面仍能继续工作,从而以很小的体积、重量、能量和成本消耗,就能为... 详细信息

美国开发电子战炮弹2022年3月,美国陆军订购了SRC技术公司的“寂静影响”电子战炮弹。该系统用155毫米炮弹发射后,多个子弹药能利用降落伞在空中停留较长时间,即使落到地面仍能继续工作,从而以很小的体积、重量、能量和成本消耗,就能为前沿部队提供实时、分散化、相互协作、网络化、规模可缩放的关键信息电磁攻击(CEMA)能力,使部队掌握制电磁权。

关键词：成本消耗美国陆军相互协作前沿部队电磁攻击制电磁权子弹药网络化

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侧信道分析实用案例概述

密码学报 2018年第4期5卷 383-398页

作者：王安葛婧商宁张帆张国双北京理工大学计算机学院北京100081 密码科学技术国家重点实验室北京100878 浙江大学信息与电子工程学院杭州310027 浙江大学网络空间安全研究中心杭州3100275 信息保障技术重点实验室北京100072

侧信道攻击技术是国际密码学研究的热点方向,它能够通过物理信道直接获得密码运算的中间信息,也能够分段恢复较长的密钥,因而它比传统密码分析更容易攻击实际密码系统.目前国际主流的密码产品测评机构均把侧信道攻击的防护能力作为衡量... 详细信息

侧信道攻击技术是国际密码学研究的热点方向,它能够通过物理信道直接获得密码运算的中间信息,也能够分段恢复较长的密钥,因而它比传统密码分析更容易攻击实际密码系统.目前国际主流的密码产品测评机构均把侧信道攻击的防护能力作为衡量设备或芯片安全性的主要指标,但产品即使取得了权威的安全认证,仍然可能会被侧信道攻击攻破.本文归纳了近年来国际上的学者、黑客们利用侧信道攻击破解密码模块或安全产品的技术与案例,分别从能量攻击、电磁辐射攻击、故障攻击、中距离电磁与声音攻击、缓存攻击等角度进行详细阐述,并对未来发展趋势进行了探讨.尤其是近三年内,物联网设备、工业控制系统、手机、智能终端等流行设备都成了侧信道攻击者们热衷研究的对象,多种常见密码设备已被侧信道攻击技术破解,为个人财产、集体利益带来了极大的安全威胁.希望能够通过本文的综述,引起业界对物理安全问题的高度重视,新产品在快速研发、占领市场的同时,也应达到足够的安全等级.

关键词：侧信道攻击能量攻击电磁攻击故障攻击缓存攻击

基于ISO14443协议非接触式智能卡的边信道攻击研究及实现

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基于ISO14443协议非接触式智能卡的边信道攻击研究及实现

作者：杜文烽电子科技大学

学位级别：硕士

随着非接触式智能卡的应用越来越广泛,人们对智能卡安全性提出了更高的要求,尤其是在金融等行业,智能卡的安全性尤为重要。本文主要研究非接触式智能卡的安全性,论文讨论了一种非接触式智能卡电磁辐射信息采集方法,并设计、制作和测试... 详细信息

随着非接触式智能卡的应用越来越广泛,人们对智能卡安全性提出了更高的要求,尤其是在金融等行业,智能卡的安全性尤为重要。本文主要研究非接触式智能卡的安全性,论文讨论了一种非接触式智能卡电磁辐射信息采集方法,并设计、制作和测试了电磁辐射信息平台。利用该采集平台,采集了某类非接触式智能卡的电磁泄露信息,进行了常规时频域分析和边信道密钥分析,利用DEMA、CEMA等电磁攻击方法对目标卡片实施了攻击,并对电磁泄露信息采集、信号预处理、密码分析算法等内容进行了测试和评估。本文首先介绍了非接触式智能卡的工作原理、相应的国际标准ISO14443-A协议、芯片的操作系统、通用指令集以及片内DES加密算法等内容。然后阐述了基于边信道攻击的电磁信息泄露机理、搭建了一个通用电磁泄露信息采集平台。在该平台中,讨论了信号预处理模块的作用和意义,设计、制作、测试了几种预处理方法,对比分析了预处理的效果。其中,本文把预处理模块分为模拟预处理和数字预处理两类。论文分别从理论效果、实现代价、实际效果等多方面进行了预处理方法分析和评价。本文利用自主设计的电磁泄露信息采集平台,采集了多组某非接触式卡的电磁泄露信息。然后对这些数据进行滤波、对齐、算法分析等边信道攻击。在攻击曲线的数目、预处理方式和对应攻击曲线频率分量不同的情况下,能得到攻击出的第一轮子密钥。根据相关电磁攻击的第一轮子密钥对不同的预处理方法进行性能评估,总结出利用电磁攻击方法进行攻击时需要的能量迹数目和非接触式CPU卡的安全性能。本文设计的电磁辐射信息采集平台不仅可用于非接触式智能卡的电磁泄露信息采集和分析,也可以用于一般的智能卡、密码芯片等信息安全设备的电磁泄露采集和分析,可作为一种边信道攻击的电磁信息采集通用平台。

关键词：边信道安全电磁攻击非接触式智能卡 DES算法