RSA密码算法的功耗轨迹分析及其防御措施

针对RSA密码算法的电路,提出了一种新的功耗分析攻击方法--功耗轨迹分析.该方法的基本特点是通过处理电路的功率信号,从信号的轨迹图形中获取RSA算法的敏感信息（如密钥）,因此,功耗轨迹分析能够有效地攻击现有的多种形式的RSA实现方案.同时还探讨了RSA密码电路防御攻击的措施：直接在算法中添加冗余的伪操作能够抵御功耗轨迹分析攻击,但是这会导致电路功耗增大和速度降低.进而还提出了一种将RSA算法中的伪操作随机化的新方法.该方法能够在保证电路安全性的同时又节省电路功耗和运算时间.     

数据加密标准旁路攻击差分功耗仿真分析

器件在加密过程中会产生功率、电磁等信息的泄漏,这些加密执行过程中产生的能量辐射涉及到加密时的密钥信息;文章首先简单分析了CMOS器件工作时产生功耗泄漏的机理,即与门电路内处理数据的汉明距离成正比;详细分析了DES加密过程的功耗轨迹,建立了DES加密过程中的功耗泄漏模型,并利用该模型建立了差分功耗分析(DPA)仿真平台;通过这个仿真平台在没有复杂测试设备与测试手段的情况下,对DES加密实现在面临DPA攻击时的脆弱性进行分析,全部猜测48位子密钥所须时间大约为6分钟,剩下的8位可以通过强力攻击或是附加分析一轮而得到;可见对于没有任何防护措施的DES加密实现是不能防御DPA攻击的.     

基于Common Lisp的RSA加密实现

著名的非对称密钥加密系统——RSA公钥加密系统,是当今流行的加密系统,其简单的实现和高效的保密性使RSA加密算法成为当下最有影响力的公钥加密算法,并且其堪称完美的理论基础使得RSA加密算法可以抵抗目前所知的所有密码攻击。该文探究了RSA加密算法的原理,并使用一门小众语言Common Lisp对RSA加密进行了实现。     

RSA算法在FPGA上的实现

为解决提高RSA算法的加密速度保证加密的安全性,提出了在FPGA上实现RSA算法.通过分析RSA算法将该算法分解成模乘运算,模乘的求解采用改进的蒙哥马利算法实现,并通过脉动阵列的方式消除蒙哥马利算法中的长整数进位,有效降低了延迟提高加密速度.同时为了降低FPGA的资源占用,RSA算法采用流水线方式实现脉动阵列,并通过软硬件的协同合作完成算法中素数的判定生成算法参数.在FPGA上下载验证1024位的RSA算法,实验结果表明,采用上述方式实现的RSA算法能占用较少的资源并达到较快的加密速度.     

基于AT89C51物理功耗攻击实验平台研究

功耗攻击是一种对加密芯片密钥进行攻击的方式,加密芯片功耗攻击与防御是目前信息安全的研究热点。但功耗分析的实验平台构建却比较困难,以DES加密算法为例,构建了一个基于AT89C51功耗攻击物理实验平台。详细叙述了物理实验平台的建立过程、注意事项、实验结果,该功耗攻击物理实验平台构建相对简单,实验运算速度较快,且具有加密算法易于修正的灵活性,可以方便地对加密算法的功耗特性进行改进与验证。     

对称加密系统差分功率谱分析攻击

介绍一种新的旁路攻击方式——差分功率谱分析攻击,阐明集成电路中CMOS逻辑门在工作时的数据功耗相关性,对比说明了差分功率谱分析与差分功耗分析过程,差分功率谱分析将采集的时域信号求其频域中的功率谱密度后再进行差分分析。对插入随机延时的DES嵌入式加密系统进行攻击实验,获得了DES算法的第1轮加密的48位密钥,证明差分功率谱分析可以有效解决时域攻击中的时间点不对齐问题。     

基于RSA算法的一种新的加密核设计

本文着重分析了RSA算法的核心-模幂运算,提出了有利于硬件实现的改进算法,并利用中国剩余定理加快了RSA的解密及数字签名的运算速度。在此基础上,最终提出并设计了一种结构简单,运算速度较快的加密核。通过VerilogHDL模型的仿真验证了此加密核设计的正确性及可行性。     

一种SMS4加密算法差分功耗攻击

针对SMS4加密电路,采用差分功耗分析攻击方式进行密钥破解.该攻击方法是一种典型的加密芯片旁路攻击方式,其理论基础为集成电路中门电路在实现加密算法时的物理特征、功耗模型及数据功耗相关性.结合中国第一个商用密码算法SMS4,详细介绍了针对SMS4加密系统进行差分功耗分析攻击的设计与实现.开发了相应的仿真实验验证平台,实验验证成功破解了SMS4加密算法的密钥,从而给SMS4加密算法研究者提供了有益的安全设计参考.实验表明,未加防护措施的SMS4加密系统难以抵御差分功耗分析的攻击.     

针对IDEA加密算法的差分功耗攻击

研究分析国际数据加密算法IDEA的特点,采用差分功耗分析攻击方式进行密钥破解,针对IDEA算法提出一种基于汉明距离的差分功耗攻击方法.该攻击方法是一种典型的加密芯片旁路攻击方式,其理论基础为集成电路中门电路在实现加密算法时的物理特性、功耗模型及数据功耗相关性.详细介绍了针对IDEA加密系统进行差分功耗攻击的设计与实现,开发了相应的仿真实验平台,实验成功破解了IDEA加密算法的密钥,从而给IDEA加密算法研究者提供了有益的安全设计参考.实验表明,未加防护措施的IDEA加密系统难以抵御差分功耗的攻击.     

基于RSA算法的一种新的加密核设计

本文着重分析了RSA算法的核心-模幂运算,提出了有利于硬件实现的改进算法,并利用中国剩余定理加快了RSA的解密及数字签名的运算速度.在此基础上,最终提出并设计了一种结构简单,运算速度较快的加密核.通过Verilog HDL模型的仿真验证了此加密核设计的正确性及可行性.     

一种新的RSA的快速算法

传统的算法是对指数m二进制化后进行重复平方运算。文章给出一种新的RSA的快速算法，结合模n和底数a对指数m动态地取最优的幂后进行模幂乘运算，时间复杂性分析表明新算法可以减少加密和解密的计算量。     

RSA在DSP下的快速加密实现

RSA是最早提出的公钥密码体制，其原理简单，安全性好，但由于其密钥较长才能保证一定的安全性，因而计算量大，如果用软件加密其速度太慢，用硬件实现可以大大提高RSA的速度。DSP芯片系列提供了一种专用的乘法器，其完成一次乘法的时间只要一个周期，这使实现RSA的速度加快。介绍了一种适合DSP TMS320C54X芯片，用汇编语言实现的一种快速的RSA，并实现了良好的加速算法。     

DES_RSA及其混合算法的加密速度研究

为了在保证安全性的前提下提高大量数据加密的加密速度,本文通过DES和RSA算法的分析,针对DES算法密钥安全性差和RSA算法加密速度慢的问题,提出DES和RSA混合算法.对比DES和RSA两种算法加密所需时间,就RSA算法耗时长的问题,通过几种可行的大素数判定算法分析,提出改进的大素数判定算法.在保证安全性的前提下,将改进的大素数判定算法应用于RSA算法中,提升了加密速度.由于改进算法加密速度仍远差于DES算法,不适合大量数据加密.因此在兼顾安全性与加密速度的基础上,提出DES和RSA混合加密算法.经分析该算法综合了前两种算法的优点,是一种理想的加密算法.     

基于RSA算法与对称加密算法的安全通信系统的设计

该文分析了RSA算法,并对RSA算法和对称加密算法进行了对比。最后,该文提出一个方案,此方案充分利用RSA算法与对称加密算法各自的优点,使得系统在保证安全性的同时大大提高了系统的运行速度。     

一种新的多用户接收RSA加密方案

根据RSA加密系统和多密钥原理,提出了一种多用户接收的RSA加密方案。该方案允许每个用户都采用相同的小公钥,发送者可根据要发送的用户数通过引入随机数r对加密密钥进行放大,每个接收者用两个小密钥对密文进行解密。这既提高了RSA的加密速度,又可抵御对RSA的低指数攻击和重发攻击,还可实现发送者识别。     

面向Android的RSA算法优化与二维码加密防伪系统设计

面向Android智能手机终端,研究设计了移动二维码加密防伪系统,其加密模块基于RSA算法。为解决RSA算法在移动终端的运行效率问题,结合 Monte Carb型概率算法与Miller-Rabin素数测试优化策略得到快速随机强素数算法以提高RSA算法的初始化及加密效率,并且采用MMRC解密算法来优化RSA解密过程,还引入了M-ary算法来对RSA算法过程中所进行的模幂运算进行优化计算。通过以上3个方面优化的实现,200次对比实验表明,改进的RSA算法在Android加密防伪模块中的执行效率比原有算法有明显提升。     

基于混沌理论的文件安全系统

混沌信号具有良好的随机性，可以作为序列密码应用于保密通信。该文基于混沌理论，设计了一种安全性高、代价低、易于软件实现的混沌序列密码加密算法，并在此基础上，结合DES、3DES和RSA通用标准加密算法和数字签名、完整性检验等安全技术，提出了一个比较完格的文件安全系统的设计方案，该系统具有安全性好、易于使用、速度快的特点。     

一种脱线式数字现金系统

本文给出了一个基于RSA加密系统的脱线式数字现金支付系统。该系统利用隐藏、签证和加密等技术保证了合法数字现金的不可追踪性,保护了用户的隐私权。同时系统具有很强的侦测用户欺骗的能力,用户一旦进行欺骗,系统可以立刻追查其身份,以保障数字现金的安全性。