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基于present算法的RFID安全认证协议

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通信学报 2015年第S1期36卷 65-74页

作者：张兴韩冬曹光辉贾旭辽宁工业大学电子与信息工程学院辽宁锦州121001

物联网中RFID技术的应用非常广泛,但是RFID系统的安全性却存在着很大隐患。在RFID系统中标签与读写器间的通信信道是最易受到攻击,传输数据的完整性与保密性得不到保障,因而需要加强RFID系统通信的安全机制。考虑到RFID系统的硬件条件... 详细信息

物联网中RFID技术的应用非常广泛,但是RFID系统的安全性却存在着很大隐患。在RFID系统中标签与读写器间的通信信道是最易受到攻击,传输数据的完整性与保密性得不到保障,因而需要加强RFID系统通信的安全机制。考虑到RFID系统的硬件条件与成本限制,需要建立一个适合RFID系统的安全认证协议,来解决在RFID系统中信息传输所遇到的安全问题。present算法是轻量级的分组加密算法,将present结合到RFID系统的安全认证协议中,形成了新的RFID安全认证协议PRSA(present based RFID security authentication)。此协议可以增强RFID系统的安全性而又不会占用过多的硬件资源,从而能够适用于低成本的RFID系统的通信安全。

关键词：物联网 RFID系统安全认证协议 present算法

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present算法的代数侧信道攻击

PRESENT算法的代数侧信道攻击

作者：张宇帝电子科技大学

学位级别：硕士

信息安全是国家安全的重要组成部分,而密码学则是信息安全的重要基石。各种含有密码系统的硬件设备在社会活动中得到了广泛的应用。相关密码算法以轻量级分组密码算法为主,如present算法等。代数侧信道攻击是密码分析领域的一种重要手... 详细信息

信息安全是国家安全的重要组成部分,而密码学则是信息安全的重要基石。各种含有密码系统的硬件设备在社会活动中得到了广泛的应用。相关密码算法以轻量级分组密码算法为主,如present算法等。代数侧信道攻击是密码分析领域的一种重要手段之一,其颠覆了传统手段的思维模式,对密码硬件设备的安全性造成了巨大威胁。本文将采用代数侧信道攻击方法,对present算法开展攻击测试。首先,主要开展了大量的研究学习工作。包括对密码学的基本理论以及present算法进行了详细的学习和掌握。其次,重点对代数攻击、侧信道攻击以及代数侧信道攻击的基本原理以及研究现状进行了了解。最后,确定了以汉明重量模型和模板攻击作为代数侧信道攻击的具体实施方法,主要的攻击对象是present算法中S盒操作,目的是获取S盒输入和输出的汉明重量(即,侧信道信息)。侧信道信息转化为额外的代数方程,可以提高原有代数方程组的求解效率。此外,为了便于实测攻击和仿真实验,还需要搭建硬件实验平台。进行有效攻击的标准是在合理的时间内求解出代数方程组,也就是恢复出密钥。所以,本文还对所需要的侧信道信息数量进行了测试研究。当然,也对多场景条件下的攻击进行了实验。本文证实了代数侧信道攻击对present算法的有效性。同时,进一步发现在模板匹配阶段,设置有效信息点个数为30,过滤系数为0.7时攻击效果最佳。此外,在已知明密文条件下攻击至少需要前2轮的S盒侧信息,在已知明文条件下攻击至少需要前3轮的S盒侧信息,在未知明密文条件下攻击至少需要前4轮的S盒侧信息。经过本次实验,为对其他分组密码攻击积累了经验,为也后续建立代数侧信道攻击平台打下了坚实基础。此外,后续还可以从防御代数侧信道攻击的角度出发开展研究工作。

关键词： present算法代数侧信道攻击汉明重量模型模板攻击

基于present算法的智能卡芯片存储加密

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清华大学学报（自然科学版） 2013年第12期53卷 1708-1712页

作者：王亚楠杨永生毕海英高金萍中国信息安全测评中心北京100085

该文将轻量级密码算法present用于智能卡芯片存储加密中,用于保证卡内代码及数据的安全。首先指出总线置乱方法存在选择明文攻击隐患,而异或加密方法在Flash擦除操作时会导致密钥泄露,进而指出引入present算法的重要性。同时,该文给出PR... 详细信息

该文将轻量级密码算法present用于智能卡芯片存储加密中,用于保证卡内代码及数据的安全。首先指出总线置乱方法存在选择明文攻击隐患,而异或加密方法在Flash擦除操作时会导致密钥泄露,进而指出引入present算法的重要性。同时,该文给出present算法在智能卡芯片中的具体实现方法,包括电路设计、密钥分散存储和故障攻击抵御措施。与传统方法相比,该文所提方法即保证了智能卡芯片运行的效率,又提高了存储加密的安全性。

关键词：智能卡存储器加密 present算法异或

基于present算法的通信网络自主防御数据安全加密方法

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数字通信世界 2023年第3期 27-29页

作者：周峰江西制造职业技术学院信息工程学院江西南昌330095

由于传统的通信网络数据加密方法受到攻击时节点损失系数较大,无法保证加密后的数据安全性,文章提出一种基于present算法的通信网络自主防御数据安全加密方法。提取通信网络自主防御敏感数据,利用混沌条件量生成present算法的轮密钥,实... 详细信息

由于传统的通信网络数据加密方法受到攻击时节点损失系数较大,无法保证加密后的数据安全性,文章提出一种基于present算法的通信网络自主防御数据安全加密方法。提取通信网络自主防御敏感数据,利用混沌条件量生成present算法的轮密钥,实现敏感数据的加密。实验结果表明:经过此方法加密后的通信网络自主防御数据,受到攻击时节点损失系数仅有0.06,具有较好的加密性能。

关键词： present算法通信网络自主防御数据安全加密方法

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对16轮present算法差分分析的改进

密码学报 2016年第6期3卷 573-583页

作者：田亚陈少真戴艺滨数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 解放军信息工程大学郑州450001

present算法是一个SPN结构的轻量级分组密码算法,适用于计算资源有限的环境与设备.差分分析是攻击分组密码最为基本和有效的方法之一,对于迭代31轮的present算法,目前最好的差分分析结果是16轮,使用明文全空间2^(64)个选择明文.本文在... 详细信息

present算法是一个SPN结构的轻量级分组密码算法,适用于计算资源有限的环境与设备.差分分析是攻击分组密码最为基本和有效的方法之一,对于迭代31轮的present算法,目前最好的差分分析结果是16轮,使用明文全空间2^(64)个选择明文.本文在原有差分分析结果的基础上,根据线性P置换的扩散性质,得出在相邻两轮中活动S盒的数目与S盒差分值的汉明重量之间的关系.搜索差分路径时取不同位置的活动S盒,比较6轮差分路径的结果,在得到最多结果的位置上寻找14轮概率为2^(-62)的差分路径,从解密方向找到119个,从加密方向找到28个.在成功率为99%的情况下,将16轮多差分输入值-单差分输出值分析结果的数据量由原来的2^(64)个选择明文降低到2^(59.16)个,时间复杂度由原来的2^(64)次内存访问降低到2^(59.16)次,存储复杂度由原来的2^(32)个6比特计数器降低到2^(32)个3比特计数器.同时给出单差分输入值-多差分输出值的差分分析结果,数据量为2^(61.16)个选择密文,时间复杂度为2^(61.16)次内存访问,存储复杂度为2^(32)个4比特计数器.

关键词：分组密码 present算法差分分析多差分输入值-单差分输出值

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基于present算法的安全标签基带设计

计算机工程 2015年第3期41卷 110-115页

作者：秦琴李聪蔡磊黄冲郭俊平李建成湘潭大学材料与光电物理学院湖南湘潭411005 国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073

针对无线射频识别(RFID)标签芯片中存在的安全问题,设计一款具有安全功能的UHF RFID标签基带,该基带遵循我国自主射频识别空中接口协议GJB7377.1-2011。通过研究RFID标签的设计需求和安全策略,给出基于present加密算法和安全协议的标签... 详细信息

针对无线射频识别(RFID)标签芯片中存在的安全问题,设计一款具有安全功能的UHF RFID标签基带,该基带遵循我国自主射频识别空中接口协议GJB7377.1-2011。通过研究RFID标签的设计需求和安全策略,给出基于present加密算法和安全协议的标签安全性设计方案。基带设计采用寄存器分时复用、功耗管理、多时钟域设计、门控时钟等低功耗策略。实验结果表明,该数字基带符合自主标准,具有安全功能,基带总面积为339.84μm×332.56μm,其中安全模块占总面积的36.5%,基带总功耗低至5.26μW。

关键词：无线射频识别 present算法自主标准安全标签数字基带低功耗

一种类present算法型分组密码算法设计

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菏泽学院学报 2017年第2期39卷 8-11页

作者：宋何颖秀解放军信息工程大学河南郑州450001

所设计的算法(present2.0算法)设计思路来源于present算法,与present-80相同,采用64比特分组长度、80比特密钥长度,包括31轮函数变换以及最后的密钥白化过程,其S盒来自present算法S盒的仿射等价类.因此,其安全性与PRRESENT算法基本一致... 详细信息

所设计的算法(present2.0算法)设计思路来源于present算法,与present-80相同,采用64比特分组长度、80比特密钥长度,包括31轮函数变换以及最后的密钥白化过程,其S盒来自present算法S盒的仿射等价类.因此,其安全性与PRRESENT算法基本一致,甚至在实现效率方面优于present.

关键词：分组密码 present算法 S盒仿射等价

针对轻量级分组密码算法present的随机差分故障攻击

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成都信息工程大学学报 2022年第1期37卷 8-15页

作者：黄湘蜀王敏杜之波吴震王燚成都信息工程大学网络空间安全学院四川成都610225

轻量级分组密码算法present采用了SPN网络结构,具有实现面积小、功耗低等特点,因此广泛使用于资源受限的环境中。针对present算法,设计多字节故障模型,在present算法的第30、29轮的任意位置分别进行随机故障注入,注入的字节数不固定。利... 详细信息

轻量级分组密码算法present采用了SPN网络结构,具有实现面积小、功耗低等特点,因此广泛使用于资源受限的环境中。针对present算法,设计多字节故障模型,在present算法的第30、29轮的任意位置分别进行随机故障注入,注入的字节数不固定。利用PRESNET算法的故障传播路径,构建输出差分和可能输入值之间的关系,通过提出的并行S盒分析方法得到正确输入,进而得到正确的轮子密钥。最后通过分析密钥编排方案,只需要两轮正确的轮子密钥即可推导出初始的80 bits主密钥。实验结果表明,与现有的针对present算法的故障攻击相比,利用提出的故障模型,可以将攻击复杂度由2^(31)降低到2^(18),并且轮密钥攻击平均时长由20000 ms降低到1000 ms。与此同时,提出的方法将单字节、固定位置故障模型改进为多字节、任意位置的故障模型,更加符合实际的攻击情况,降低了对故障注入设备的要求,提高方法的实用性。

关键词： present算法多字节故障模型随机故障注入故障传播路径并行S盒分析

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针对present分组密码算法的代数分析

计算机应用研究 2011年第5期28卷 1889-1893页

作者：葛十景谷大武刘志强刘亚上海交通大学计算机科学与工程系上海200240

研究针对present分组密码的代数分析。通过使用S盒的表达式形式,构建出多轮present加密中的代数方程组。这种构建方程的方法被推广到具有小型S盒的典型SPN型分组密码算法的方程构建问题中。对简化的present算法进行了攻击实验,采用Mini... 详细信息

研究针对present分组密码的代数分析。通过使用S盒的表达式形式,构建出多轮present加密中的代数方程组。这种构建方程的方法被推广到具有小型S盒的典型SPN型分组密码算法的方程构建问题中。对简化的present算法进行了攻击实验,采用MiniSAT作为攻击过程中的求解工具,对四轮、六轮present加密进行实际攻击。可以在1 min内恢复四轮加密的所有密钥,数小时内恢复六轮加密的密钥。通过引入了差分思想,将有效攻击轮数提高到八轮。

关键词：代数分析 present算法 S盒可满足问题可满足问题求解软件分组密码