ARIA分组密码相关性功耗分析

功耗攻击已对密码算法实现的物理安全性构成严重威胁,对其攻击和防御的研究是近年来旁路攻击的热点问题。研究了ARIA韩国国家分组密码的相关功耗分析攻击方法。阐述了ARIA密码算法,给出了密码算法功耗泄露模型及相关性分析的原理,结合ARIA算法给出了相关功耗分析的具体方法,并通过仿真实验验证了攻击的有效性。结果表明,ARIA密码中的非线性S盒查表操作功耗泄露使其易遭受相关功耗分析攻击;仿真环境下10个样本的采集和分析即可恢复ARIA主密钥。     

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.     

面向ASIC实现的CPA研究平台及其应用

差分功耗分析（DPA）是一种非侵入式边信道攻击技术,对各种密码芯片的安全构成了极大威胁。为了能够快速地评估密码算法ASIC实现方式的算法级抗功耗分析攻击措施的实际效果,将门级功耗分析方法应用于功耗分析攻击评估技术中,搭建了基于PrimeTime PX和MATLAB的相关性功耗分析（CPA）研究平台。该平台具有较强的通用性,只需修改算法攻击功耗模型部分,即可快速完成对不同密码算法ASIC实现中算法级防护措施的评估。作为应用,利用该平台分别对普通AES算法实现和基于Threshold技术的AES算法实现进行了相关性攻击实验,证明了该平台的有效性和便捷性。     

SMS4密码算法的差分功耗分析攻击研究

SMS4算法是用于无线局域网产品的分组密码算法,本文研究对SMS4密码算法的差分功耗分析攻击方法. 通过对算法结构的分析,结合差分功耗分析技术的原理,提出一种面向轮密钥字节的攻击方法. 在利用该方法获取最后四轮轮密钥的基础上,即可进一步推算出128bit加密密钥. 仿真实验结果证明,该攻击方法对SMS4轮运算有效可行,SMS4算法对差分功耗分析攻击是脆弱的,密码硬件设备需要对此类攻击进行防护.     

轻量级PRESENT加密算法功耗攻击研究

PRESENT密码算法是2007年提出来的一种轻量级分组密码算法, 适合于物联网环境下的安全加密。对PRESENT加密算法结构进行了深入研究, 提出了其适合功耗攻击的两个最佳攻击点, 详细介绍了针对PRESENT加密系统进行功耗分析攻击的设计与实现过程, 实验结果表明未加防护措施的PRESENT加密系统不能抵御一阶差分功耗分析攻击, 从而给PRESENT加密算法的安全改进提供一定的设计参考。     

抗差分功耗分析攻击的AES S盒电路设计

提出一种抗差分功耗分析攻击的高级加密标准(AES)异步S盒电路。采用复合域算法实现精简的S盒结构,通过引入单轨异步流水线降低整个S盒的功耗,在单轨电路中局部采用异步双轨电路,利用随机数控制下的数据扰乱机制,改善电路的抗差分功耗分析攻击性能,建立S盒差分功耗分析攻击仿真平台,对设计的相关性能进行了仿真验证和测试。     

对智能卡进行简易功率分析攻击的方法研究

详细地阐述了对通用密码系统实施简易功耗分析攻击(SPA)的理论基础和对DES算法攻击的特定理论，并提出了对SPA的改进算法。最后，论文讨论了预防功率分析攻击的潜在对策。     

嵌入式加密芯片功耗分析攻击与防御研究进展

功耗分析攻击成为嵌入式加密芯片的最大威胁,它破解密码芯片密钥比穷举法要快得多,是一种新的密钥攻击方法.对功耗分析攻击与防御成为近年来研究的热点问题,功耗分析模型是研究功耗攻击与防御的基础,在对功耗攻击模型研究进展进行评述后,分别对功耗分析攻击与防御进行综述,功耗攻击从简单功耗分析攻击、差分功耗分析攻击和高阶差分功耗分析攻击进行比较,防御从算法级和电路级进行对比,并对文献进行了分类整理.通过对国内外研究进展的总结和对比,为特定领域的嵌入式加密芯片提供抗功耗分析攻击解决方案,最后对进一步研究的问题进行了展望.     

指令级密码处理器软件功耗建模与仿真

为了分析密码处理器软件的功耗,提高软件的抗能量攻击能力,提出了基于指令的处理器功耗建模仿真方法;详细阐述了模型建立、指令功耗求解算法以及指令功耗采集平台建立方法;在此基础上对一款密码专用处理器的AES加密算法软件功耗进行了仿真,对仿真结果和实际测量结果进行了比较分析,结果表明这种处理器功耗建模方法是有效的。     

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.     

云粒子群优化算法在无线传感器网络中的应用

无线传感器网络中节点计算能力和存储存能量有限的问题一直制约着无线传感器网络的发展.为此,本文提出了一种基于云PSO（particle swarm optimization）算法的无线传感器网络能量优化方法,主要包括网络分簇、网络能量模型建立、云PSO算法迭代优化等步骤.其中云PSO算法采用云理论模型优选惯性权重可以提高PSO算法的收敛速度,典型函数测试结果表明其效果优于常规PSO算法和遗传算法;在网络建模中采用二分功率控制算法可以降低网络能耗、延长节点寿命.最后经仿真试验和对比分析表明本文提出的方法在优化无线传感器网络中具有速度快、节点生存能力强的优点,并能有效地控制网络能耗.     

MATLAB在供电系统仿真中的研究与应用

随着科学技术的发展,利用软件对供电系统进行仿真分析也变得越来越重要。本文依据一个供电系统的电路模型,详细介绍了如何利用Matlab的动态仿真软件包Simulink构建该系统的仿真模型,对于该系统在空载运行时变压器低压侧母线发生三相短路的暂态响应进行了仿真研究,通过对理论计算和软件仿真所得到的结果进行比较分析,表明用该模型仿真得到的系统运行特性与理论计算一致,Matlab的仿真平台是分析供电系统实时运行的重要工具。     

MISO系统中上下行链路对偶性研究

TDD系统中,利用上下行链路的对偶性可以将非凸的下行优化问题转换到上行链路,从而极大简化问题的分析和数值求解。上下行链路在波束成形和容量域两方面都存在对偶性。本文在统一的系统模型下,针对总功率约束和每天线功率约束两种情况,利用拉格朗日对偶法分别对波束成形对偶、容量域对偶做了推导、分析。此外,用凸优化软件包CVX简化了问题的建模。分析表明,上下行对偶等价于拉格朗日对偶,对偶问题可更一般地表示为极大极小问题。针对每天线功率约束下的波束成形问题,用迭代法和内点法分别对其进行了MATLAB仿真。仿真结果表明,非凸的下行优化问题可以利用对偶性转化为上行链路中的凸优化问题,从而得以解决。     

模糊控制在风力水力互补发电中的应用

设计了基于模糊控制器的风力水力互补发电系统,并利用MATLAB软件中的Simulink工具箱对该系统进行了建模仿真,取得了良好的效果。仿真结果表明,基于模糊控制器的风力水力互补发电系统可以很好地解决风力发电波动性大的问题,为风电的大规模应用提供了可行的解决方案。     

基于SolidWorks-MATLAB-ANSYS集成框架的结构设计优化

在基于仿真模型的结构设计优化中,需要多次进行几何建模和仿真分析,耗费设计人员大量的工作时间。单一的软件不能或者难以完成几何建模、仿真分析及优化求解等工作,有效集成多种软件对产品进行参数化建模、仿真和设计优化是解决这一问题的有效手段。针对上述问题,提出一种SolidWorks-MATLAB-ANSYS集成框架,分别利用MATLAB的优化计算能力、SolidWorks的几何建模能力和ANSYS的有限元分析能力,以MATLAB为主程序,调用SolidWorks/ANSYS进行参数化几何建模和仿真分析。该集成框架能将设计人员从重复建模和仿真工作中解放出来。以一种微型飞行器机身的结构设计为例,说明了该方法的有效性。     

一种用于电力电子拓扑仿真的FPGA建模方法

针对电力电子系统开关器件较多、数学分析较复杂且其FPGA建模开发周期长等问题,文章提出了一种用于电力电子拓扑仿真的FPGA快速建模方法。其首先对电力电子的开关器件进行等效以简化数学模型,省略了复杂的数学分析;然后,运用Matlab自带的power-analyze函数求得电力电子拓扑的系统矩阵;最后,根据所得的系统矩阵快速简便地建立系统的FPGA模型,将FPGA的开发周期缩短了1/4左右。通过与SimPowerSystem模型对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

针对DES加密算法的DPA攻击仿真平台

研究分析数据加密算法DES的特点,采用差分功耗分析(DPA)攻击方式进行密钥破解,针对DES算法实现一种差分功耗分析攻击仿真平台。该仿真平台具有精度高、模拟速度快等特点,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。在该平台上针对DES加密系统,采用基于汉明距离的差分功耗攻击实现仿真模拟,成功破解了DES加密算法的密钥,从而给DES加密算法理论研究者提供了有益的基础和参考。     

架空输电线路巡线机器人越障过程运动学仿真分析

本文针对高压输电线路巡检作业,提出采用三臂结构的巡线机器人作业方案。根据该方案,进行了巡线机器人结构设计和运动学分析,利用三维参数化造型软件SolidWorks建立了该机器人的虚拟样机,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS对巡线机器人进行了运动机构仿真,模拟机器人的实际运动状态,通过模拟和分析,寻求巡线机器人的合理结构,验证了结构设计与动作规划的合理性,得到高压输电线路巡线机器人的合理设计方案。     

功率合成器／耦合器的一体化设计分析

功率合成器和耦合器是功率放大器中的重要部件。提出了功率合成器和耦合器的一体化设计方案。用电路仿真软件和电磁场仿真软件对功率合成器和耦合器进行的高精度的设计,并制作了一个频率范围在900MHz-1300MHz内的四路功率合成器和耦合器,测试指标与仿真高度吻合,说明了设计的有效性,具有工程实用价值。