基于混沌映射的图像加密硬件实现结构

为了使图像加密硬件化和实用化,针对图像加密系统所需的置换、替代和扩散3种基本要素,提出了一种采用双RAM连接,加/解密过程多轮次、可复用的硬件实现结构.该实现结构通过地址产生器得到置换地址,与地址计数器配合完成像素的位置置换;通过灰度扩散与像素替代单元完成灰度的扩散与替代.验证中采用广义猫映射进行像素位置置换,将单向耦合映射格点用于像素的替代,并与灰度扩散相结合,两种混沌映射多轮次交替使用.分析和实验证明,该结构具有复用性好、吞吐率高且面积节约等特点.现场可编程门阵列验证表明,在200 MHz时钟频率下,进行4轮加/解密时的吞吐率分别达到4.17 Mbyte/s 和3.85 Mbyte/s.     

可用于SRAM PUF的密钥提取方案

为了利用PUF获得芯片唯一、随机的密钥,详细分析可用于SRAM PUF的密钥提取方案,包括采用级联纠错码的硬判决和软判决译码方案。利用芯片上的实际SRAM PUF响应和软件仿真,验证两种方案的效果。结果表明,对于SRAM PUF,软判决方案更加可靠和高效。     

基于混沌映射的一种交替结构图像加密算法

将分组密码学中的交替结构首先引入到基于混沌映射的图像加密系统中．采用广义猫映射进行像素的置换和扩散，将单向耦合映射格子用于像素替代，两种操作交替执行．在每一轮加密中，通过简单的密钥扩展产生两种子密钥，分别用于不同的混沌映射，密钥长度随加密轮数而变化．解密的算法结构与加密结构相同，仅需按倒序输入解密密钥．安全性分析表明，该加密算法对密钥十分敏感，对多种攻击手段都具有较好的免疫性，执行速率高且代码紧凑，适用于各种软、硬件的图像加密平台．     

改进的差分功耗分析及其在DES中的应用

智能卡中加密硬件设计存在很高的操作并发性,单个时钟周期内就会完成多个加密的关键操作(S box查表),造成了差分功耗分析(DPA:Differential Power Analysis)很难有明显的差分效果。为了在差分功耗分析时滤除不相关的S box查表所造成的噪声,结合选择明文的攻击方法对差分功耗攻击进行改进,使攻击过程中多个S box中仅有1个S box输入变化,并对硬件实现的DES(Data Encryption Standard)加密卡进行了攻击。试验结果表明,改进的差分功耗分析方法对硬件DES加密攻击的相关度比普通差分功耗攻击提高150％以上。