25、基于RSL技术的设计方法学：从原理到实践

基于RSL技术的设计方法学：从原理到实践

在当今数字化时代，数据安全至关重要。差分功耗分析（DPA）和相关功耗分析（CPA）等侧信道攻击对密码电路的安全性构成了严重威胁。为了应对这些攻击，研究人员提出了各种对策，其中RSL（Randomized Switching Logic）是一种有效的晶体管级DPA对策。然而，传统的RSL方案使用自定义逻辑门，开发成本高且设计周期长。本文将介绍一种使用标准CMOS单元库实现RSL的新方法，即伪RSL，并详细阐述其设计流程、性能评估和抗功耗分析攻击能力。

1. RSL基础原理

RSL是一种在晶体管级应对DPA攻击的方法，它使用自定义的RSL门，该门由带有输出控制信号的多数逻辑门组成。随机数用于掩码数据，使RSL门的信号转换与DPA的选择函数失去相关性。然而，简单的随机掩码如果不进行信号延迟控制，可能会导致与选择函数相关的毛刺。为了防止毛刺，RSL门管理输出控制信号（en）、输入信号（xz，yz）和随机掩码信号（rz）的延迟关系。每个RSL门独立执行重新掩码操作，使得高阶DPA即使使用滤波技术也无法识别每个波形中的随机数。

2. 伪RSL：使用标准CMOS单元库实现RSL

为了降低开发成本和缩短设计周期，提出了使用标准CMOS单元库实现RSL的新方法，即伪RSL。伪RSL使用标准CMOS门（如多数反相器MAJI或或与反相器OAI222）和NOR门进行输出控制，整体操作与原始RSL - NAND门兼容。多数操作在前端进行，输出控制信号在最后一步启用，以抑制伪RSL门输出上的毛刺信号。

以下是RSL进行NAND操作的伪代码：