16、对LED分组密码的故障攻击

对LED分组密码的故障攻击

在当今的数字时代，小型移动设备使得无处不在的计算成为可能，这些设备常常处理诸如金融和医疗数据等敏感的个人信息。为了保护这些数据不被未经授权的访问，加密方法变得至关重要。然而，移动设备由于成本和功耗的限制，对加密算法的实现复杂度有严格要求。因此，找到一种在低实现复杂度和足够保护水平之间取得平衡的方法成为了研究的热点。

故障攻击简介

故障密码分析作为一种实用且有效的技术，可用于破解加密系统，即获取对秘密信息的未授权访问。与直接攻击加密算法不同，它是在执行算法的硬件中引入物理干扰（故障）。引入故障的方式包括用激光束产生寄生载流子、操纵电路时钟以及降低电路电源电压等。大多数基于故障的攻击是通过多次运行加密算法，在有和没有干扰的情况下进行，然后从这些计算结果的差异中推导出秘密信息。故障攻击的成功关键取决于攻击者设备的空间和时间分辨率。空间分辨率指的是准确选择要操作的电路元件的能力，时间分辨率则是精确确定故障注入的时间（时钟周期）和持续时间的能力。

LED分组密码概述

LED分组密码是一种专门为资源受限的硬件实现而设计的低成本加密系统，它是高级加密标准（AES）的衍生版本，但可以使用更少的资源来实现。LED密码使用64位块作为状态，并接受64位和128位密钥。本文主要关注64位密钥版本的LED密码，即LED - 64。其他密钥长度，如常见的80位，会通过追加零填充到128位。根据密钥大小，LED - 64的加密算法执行32轮，LED - 128执行48轮。

LED密码的64位状态在概念上被排列成一个4×4的矩阵，每个4位大小的条目被视为有限域F16中的一个元素。加密过程中的每一轮由多个操作组成，包括添加常量（AddCon