17、加密算法抗差分功耗分析（DPA）及异步电路安全性评估

加密算法抗差分功耗分析（DPA）及异步电路安全性评估

1. DES算法实验设置

在DES算法中，已知文本R会被输入到逆初始置换中，形成密文C的一部分。为了研究如何阻止差分功耗分析（DPA），进行了相关实验。实验将模块分别用静态互补CMOS逻辑（SC - CMOS）和SABL（一种逻辑风格）在0.18µm、1.8V CMOS技术下实现，并使用HSPICE进行仿真。
- 实验参数 ：
- 对5000个时钟周期的电源电流进行捕获，明文寄存器L和R输入随机，密钥K固定。
- 采样频率设置为100GHz，即每10ps采样一次。

2. SABL方法的有效性

2.1 不考虑布局影响的仿真

在不考虑布局影响的仿真中，忽略了数据信号的单元内和单元间布线产生的寄生电容。
- 电源电流特性 ：
- SC - CMOS实现 ：电源电流在每个时钟周期都有很大差异，高度依赖输入信号。
- SABL实现 ：电源电流非常规律，与输入信号无关。其电源电流在短时间的高电流峰值和低电流时间段之间交替，分别对应预充电阶段和评估阶段。评估阶段的电流由插入在SABL门之间的静态反相器对产生。
- 能量消耗 ：SABL实现每个时钟周期的平均能量消耗为11.25pJ，而SC - CMOS实现为2.70pJ。
- 统计特性 ：通过对5000个时钟周期的电源电流进行分析，得到平均电源电流、平均电源电流