9、针对功耗分析攻击的架构对策

针对功耗分析攻击的架构对策

在当今的信息安全领域，功耗分析攻击对加密系统构成了严重威胁。本文将详细介绍一种针对功耗分析攻击的架构对策，包括其原理、硬件实现、实验结果以及安全性评估。

原理介绍

• 保护FSR的特性 ：保护后的加密器与原始加密器在非侵入式攻击中功能上难以区分，因为它们的输出流相同，但功率特征不同。这是通过改变触发器的切换模式实现的，而密文的输出保持不变。
• 变更机制
  • 故障注入与纠正 ：在触发器链中间引入多个异或门（修改点），将触发器 $f_i$ 的输出与周期性信号 $s$ 或 $\overline{s}$ 组合。信号 $s$ 在每个周期在 0 和 1 之间切换，初始值为 1，$\overline{s}$ 是 $s$ 的反信号。修改点根据 $i$ 的奇偶性选择与 $s$ 或 $\overline{s}$ 组合，保证在偶数或奇数周期信号不变或反转。
  • 状态位划分 ：一般在 FSR 中引入偶数个修改点，将状态位分为未变更状态位（保持原始切换模式）和变更状态位（获得新的切换模式）。如果变更状态位作为组合函数的输入，在组合函数之前会纠正故障。
  • 并行初始化 ：在 FSR 并行初始化时，由于信号 $s$ 在第一个周期为 1，加载到变更状态位的初始状态位如果索引为偶数则需要反转。
• 功率轨迹独立性