密码算法芯片抗功耗攻击能力量化模型研究

提出了一种密码算法部件功耗信噪比模型,对模型进行了形式化证明,并在DES密码算法部件上进行了实验验证.理论和实验证明了该模型的有效性,通过该模型可以量化评估密码算法的抗功耗攻击能力.相比其他同类模型,此模型更简化,计算性能更高,同时对信噪比模型进行了相关拓展,可以扩展到功耗攻击的输入明文样本数来量化评估密码算法部件的抗功耗攻击能力.     

针对AES加密设备的DPA功耗攻击平台设计

针对目前密码学界旁路攻击平台攻击效率低、通用性差、成本过高的问题,分析AES加密原理,设计了一种差分功耗攻击(DPA)平台.该平台使用XILINX公司的Spartan-6FPGA作为主控芯片,为加密设备提供时钟信号,解决了波形对齐的问题;在FPGA中例化MicroBlaze软核处理器,根据不同加密设备特点编写攻击代码,通用性较好.采取多种隔离措施,将噪声的干扰降到最低,大大提高了攻击效率.实验结果表明:在5min内成功破解了运行在C52和STM32上的AES加密算法.在保证攻击效率的前提下,DPA攻击平台的成本不到500元,并且保留有针对SIM卡和FPGA密码设备的攻击接口,作为下一步实验的硬件平台.     

一类SPN结构密码设备的故障注入攻击技术(英文)

提出了一种有效的故障注入攻击技术,能够攻击一类使用特定结构SPN密码的设备.这种攻击方法基于字节错误模型,仅需要少量故障密文即可攻破一类具有特定置换层的SPN密码算法.分析给出了故障和特定置换层如何导致秘密信息泄露的原因.同时,对于具体的密码算法ARI-A和PRESENT进行了攻击实例.     

针对高级数据加密标准的最大差分功耗分析

在讨论AES功耗模型的基础上,提出了一种新的最大差分功耗攻击(MDPA)的方法.算法对被攻击的部分明文用猜测的密钥进行变换,采用差分的方法去除噪声,比较由变换后的明文和正确密钥产生的一组功耗值,通过寻找最大功耗值得到正确的密钥.采用MDPA方法和相关功耗分析的方法对AES进行了仿真攻击实验,结果证明了本文所提方法的有效性,同时也显示MDPA方法能够以合理的攻击代价显著增强相关功耗分析攻击的效果.     

运用频域辅助分析的AES算法相关功耗攻击

在多数功耗分析攻击中,密码设备总功耗并不完全与敏感信息相关.针对这一问题,提出一种借助频域辅助分析提高AES算法的相关功耗攻击效率的方法.该方法首先执行相关功耗频域分析(Correlation Power Frequency Analysis,CPFA),其结果被用来计算有效功耗信息频带,继而确定合适的滤波器截止频率,以最大限度地去除与敏感信息不相关的噪声.通过在STC90C58AD微控制器上,采集相同密钥随机明文的AES算法功耗曲线,对比使用原始、低通滤波后和高通滤波后的功耗曲线执行相关功耗分析攻击的效率.实验结果显示,使用低通滤波后的功耗曲线所执行的攻击效率最高,验证了新方法的有效性.     

LBlock分组密码代数旁路攻击

对轻型分组密码LBlock抗代数旁路攻击安全性进行了评估.给出了LBlock密码算法的代数方程表示方法,使用示波器采集微控制器ATMEGA324P上的LBlock实现功耗泄露,利用泊松相关系数方法推断加密中间状态汉明重,基于可满足性问题并转化为代数方程组,同LBlock密码算法代数方程联立,最后使用CryptoMinisat解析器进行方程组求解,成功恢复加密密钥.实验结果表明:微控制器上的LBlock实现易遭受代数旁路攻击,仅需一条功耗曲线,已知明密文下的3轮汉明重泄露、未知明密文条件下6轮汉明重泄露分别经2.4s和0.4s分析即可恢复80 bic完整密钥.     

基于原子防护的SM2算法实现及简单功耗分析

SM2算法是中国商用椭圆曲线公钥密码标准算法。SM2算法实现过程中如不加防护措施,攻击者利用简单功耗分析(simple power analysis, SPA)即可破解私钥。为有效防御SPA攻击,提高算法性能,以安全芯片为基础,针对椭圆曲线标量乘运算采用优化的原子防护方法,软硬件实现了SM2算法。同时搭建安全评估环境,进行安全分析实验。结果表明,原子块内功耗波形变化规律基本一致,但原子块间局部功耗波形随着标量乘系数比特值不同而存在明显差异,从而导致私钥泄露,成为信息安全隐患。针对泄露位置进行原因分析,提出了改进的实现策略。实验结果表明所提出的策略可有效抵御SPA攻击。     

火电厂高压加热器泄漏原因分析

本文以台山电厂#2机组高压加热器的泄漏为例，说明高压加热器泄漏的现象及影响，分析高压加热器产生泄漏的原因并探讨相关的预防措施，降低高加故障出现频率。     

密码算法侧信道攻击技术发展研究

侧信道攻击技术利用密码设备运行过程中泄露的时间、功耗、电磁等侧信息,实现了对密码算法实现方式上的攻击,对各类密码设备的安全性构成了严重的威胁。该文首先从技术原理、发展进程、常用方法等方面阐述了侧信道攻击技术的发展概况,其次分析了现有攻击技术存在的典型问题,并在此基础上研判了当前攻击技术的发展趋势,最后总结了全文。     

差分侧信道密码分析中泄露模型的线性回归分析

从统计学线性回归模型的角度研究密码设备差分侧信道分析攻击中泄露模型的建模及估计,在不需对设备信息泄露有提前了解的情况下,得出线性回归泄露模型,克服了传统泄露模型的局限性.首先,分析能耗泄露的随机模型从而构建线性回归模型,然后用最小二乘估计和最小一乘估计两种方法求解线性回归模型的系数,最后基于八位控制器PayTV-AES智能卡平台实现能耗泄露的建模及系数估计.通过对两种求解方法结果的比较,提出最小二乘估计比最小一乘估计更适合用于泄露模型的线性回归分析;通过对被估模型系数曲线的分析,提出线性回归分析可以用于测量数据的预处理,以提高泄露模型建模效率.     

典型低功耗无线智能设备的一般功耗模型

低功耗无线智能设备数量正在急剧增长,研究其功耗影响规律有助于优化设备的电源模块,还能为自供电设备提供基本的设计指导.开发了一种典型无线低功耗蓝牙设备,根据无线设备的工作特征定义了无线数据吞吐率及工作占空比两个基本参数,建立了基于上述基本参数的一般功耗模型.通过所搭建的功耗测试平台测量了上述蓝牙设备在不同工作条件下的平均功耗值,实验结果验证了理论模型.研究结果在低功耗无线设备的功耗分析和优化方面有一定的指导意义.     

微型机在细纱机单产耗电测试系统中的应用

本文介绍了微型计算机在棉纺厂细纱机单产耗电测试系统中的应用。该系统一次能同时对7台细纱机的单产耗电度数进行自动检测,通过自动切换装置能对全车间的细纱机轮流进行检测。本文对该系统的硬件和软件之间的配合关系作了较为深入的分析,为设计一个简单实用的工业生产检测系统提供了一个实例。     

柴油发动机功率和燃油消耗量相关关系的试验研究

以4125A4柴油机为研究对象，利用SAS（统计分析系统）软件包，运用多项式回归的方法，寻求柴油机功率与最高空转转速及额定转速下耗油量之间的内在定量关系，以期为柴油机的无载测提供一种新方法。建立的模型其误差可以控制在3％以内。     

用电信息采集系统的演变与建设现状

对第一代负荷控制系统和第二代电力负荷管理系统进行了对比分析,论述了正在建设的用电信息采集系统。     

中国污水处理电耗分析和节能途径

 随着中国污水处理量的增加和处理标准的提高,污水处理电耗引起了广泛重视。本文针对中国污水排放及处理情况进行调研,介绍了传统的污水处理方法和单元装置,并对国内污水处理电耗进行分析。在污水处理电耗分析基础上,指出污水处理合理设计的重要性,通过分析污水进水量及成分,选择合理高能效的处理工艺,能避免产生“大马拉小车”的能源浪费问题。其次指出了3种节电途径：改进传统污水处理方法中的工艺单元,如改进耗电较大的进水泵和曝气单元;改进工艺流程,如减少回流降低耗电;开发处理污水节能新技术、新方法,如人工湿地法、超导磁分离法。     

浅析工业企业用电的无功功率补偿

针对阳泉供电分公司计量中心所管辖用户的用电实际情况,从理论上提出了在用户侧采取无功功率补偿的方法.     

磁耦合共振无线电能传输系统能耗分析

分析磁共振无线能量传输数学模型,合理地设计了系统结构。在实验条件下求出高频逆变电路损耗、谐振线圈损耗、谐振电容器损耗、高频整流损耗。通过对系统各个环节的损耗进行定量分析,找出了影响系统效率提升的关键部分,为系统优化设计提供参考。     

低功耗磁通门磁力仪的研究

采用间歇脉冲电压激励并使传感器在临界饱和状态下工作的磁通门磁力仪具有低功耗的特点，在检波和放大电路上采用同步解调和深度负反馈技术，改善了磁力仪的性能。     

基于数据通信可靠性的单负载决策电耗优化研究

提出了基于数据通信可靠性的单负载决策电耗优化研究方法.该方法通过家庭区域网（HAN）和邻域网（NAN）网关可靠性分析,建立约束马尔可夫决策过程（CMDP）模型,以单负载作为决策者进行缓征负载调度优化,实现电耗成本最小化.仿真结果表明,提出的电耗优化研究方法有效地降低了电耗成本.此外,通过智能电网数据通信设施中组件的冗余部署可以进一步降低电耗成本.     

浅析降低企业电耗成本的有效措施

基于结算电费的构成及影响结算电费的因素分析，提出了降低电耗成本的措施，包括依靠科技进步不断降低电耗，避免设备的空运转，提高员工的整体素质，以市场为导向合理组织生产，科学确定指标与强化量化考核。