抗功耗攻擊型ECC協(xié)處理器的設(shè)計(jì).pdf

1、信息安全是一個(gè)關(guān)乎國(guó)家主權(quán)及安全、社會(huì)穩(wěn)定、民族文化傳承和發(fā)揚(yáng)的重要問(wèn)題。而密碼技術(shù)是信息安全的核心，是保證信息完整性、保密性和安全性不可或缺的技術(shù)?；跈E圓曲線(xiàn)離散對(duì)數(shù)問(wèn)題的橢圓曲線(xiàn)密碼體制(Elliptic Curves Cryptography,ECC)是公鑰密碼體制的一種，與目前主流的公鑰密碼體制RSA相比，因?yàn)槠渚哂邪踩愿?、?jì)算量小、處理速度快、存儲(chǔ)空間小、帶寬要求低等優(yōu)勢(shì)而被認(rèn)為是未來(lái)替代RSA的公鑰密碼體制。然而隨著EC

2、C在信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用不斷推廣，針對(duì)ECC的密碼攻擊技術(shù)也日臻成熟，特別是功耗攻擊技術(shù)，主要利用密碼芯片工作過(guò)程中的瞬時(shí)功耗依賴(lài)于芯片所處理的數(shù)據(jù)和所執(zhí)行的操作來(lái)獲取芯片中的私密信息。
　　基于以上背景，本文首先對(duì)橢圓曲線(xiàn)密碼體制的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了深入的探討，并在此基礎(chǔ)上著重研究了橢圓曲線(xiàn)密碼體制的核心運(yùn)算模塊標(biāo)量乘模塊的硬件實(shí)現(xiàn)。在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，將ECC標(biāo)量乘模塊劃分為二元域運(yùn)算層和橢圓曲線(xiàn)運(yùn)算層分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了二元域運(yùn)算層的

3、模加、模乘、模平方及模逆模塊和橢圓曲線(xiàn)運(yùn)算層的點(diǎn)加、倍點(diǎn)等模塊，采用射影坐標(biāo)系上Montgomery標(biāo)量乘算法實(shí)現(xiàn)了標(biāo)量乘模塊，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了功能驗(yàn)證。然后，深入研究了功耗攻擊理論以及針對(duì)ECC密碼體制的安全防護(hù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上采用隨機(jī)化坐標(biāo)軸的方式對(duì)射影坐標(biāo)系上的Montgomery標(biāo)量乘算法進(jìn)行了優(yōu)化，在算法層面上提出了ECC標(biāo)量乘抗功耗攻擊防護(hù)方案，并根據(jù)該防護(hù)方案設(shè)計(jì)出了一款具有抗功耗攻擊性能的ECC標(biāo)量乘模塊，并驗(yàn)證了其功