基于回声状态网络的功耗曲线特征提取

在模板(Template Attacks,TA)攻击的研究中,如何利用功耗曲线信息,合理选择有效点,增强匹配效果是改进模板攻击的一个重要方向.文中分析了目前有关功耗曲线主要特征提取方法的优缺点,并提出了一种基于回声状态网络(Echo State Network,ESN)的功耗曲线特征提取方法.该方法针对ESN分类方法中的储备池参数选择问题,以时间预测序列精度为标准,采用网格法进行参数空间的优化搜索,并利用神经网络以数据样本形式作为定量知识自行处理的能力,对粗略对齐下的功耗曲线的特征提取能力进行了测试和评估.实验结果表明,基于ESN功耗曲线特征提取方法在功耗曲线数量相同条件下,通过合理选择内核参数,能够降低模板攻击对功耗曲线预处理技术的依赖,提高正确密钥的分类精度.     

基于流形学习能量数据预处理的模板攻击优化方法

能量数据作为模板攻击过程中的关键对象,具有维度高、有效维度少、不对齐的特点,在进行有效的预处理之前,模板攻击难以奏效。针对能量数据的特性,该文提出一种基于流形学习思想进行整体对齐的方法,以保留能量数据的变化特征,随后通过线性投影的方法降低数据的维度。使用该方法在Panda 2018 challenge1标准数据集进行了验证,实验结果表明,该方法的特征提取效果优于传统的PCA和LDA方法,能大幅度提高模板攻击的成功率。最后采用模板攻击恢复密钥,仅使用两条能量迹密钥恢复成功率即可达到80%以上。     

用于密码芯片抗功耗攻击的功耗平衡加法器

给出了一种用于密码芯片以提高芯片抗功耗攻击能力的"功耗平衡"加法器,它运行时工作功率与运算数据无关.对新设计与相关原设计芯片的功率样本进行显著性检验,在样本数为283的情况下,前者的最低显著性水平比后者高10个数量级.功耗平衡加法器比现有的采用"n分之一"编码的抗功耗攻击加法器少13个以上的晶体管.     

用于密码芯片抗功耗攻击的功耗平衡加法器

给出了一种用于密码芯片以提高芯片抗功耗攻击能力的“功耗平衡”加法器，它运行时工作功率与运算数据无关．对新设计与相关原设计芯片的功率样本进行显著性检验，在样本数为283的情况下，前者的最低显著性水平比后者高10个数量级．功耗平衡加法器比现有的采用“n分之一”编码的抗功耗攻击加法器少13个以上的晶体管．     

分组密码线性部件的抗功耗攻击特性

通过对FPGA实现的分组密码SM4进行实际攻击,发现了SM4的线性部件使其具有抗差分功耗攻击的能力,研究并归纳了一般分组密码中线性部件的结构特性和其抗功耗攻击能力的关系,从而提出了一种针对分组密码的算法设计层面的功耗攻击防护措施.完成了对硬件实现的国密SM4算法的成功的DPA攻击.     

基于循环密文的格密码模板攻击方法

该文分析了格密码解封装过程存在的能量泄露,针对消息解码操作提出一种基于模板与密文循环特性的消息恢复方法,该方法采用汉明重量模型与归一化类间方差(NICV)方法对解码字节的中间更新状态构建模板,并利用密文循环特性构造特殊密文,结合算法运算过程中产生的能量泄露,实现了对格密码中秘密消息和共享密钥的恢复。该文以Saber算法及其变体为例对提出的攻击方法在ChipWhisperer平台上进行了验证,结果表明,该攻击方法可以成功还原封装阶段的秘密消息和共享密钥,在预处理阶段仅需900条能量迹即可完成对模板的构建,共需要32条能量迹完成秘密消息的恢复。在未增加信噪比(SNR)条件下,消息恢复成功率达到66.7%,而在合适信噪比条件下,消息恢复成功率达到98.43%。     

抗功耗攻击的逻辑电路研究

通过分析双轨电路的主要功耗泄露类型,评估了传统抗功耗攻击逻辑电路的安全性,指出其安全性漏洞。针对其漏洞,对LBDL电路进行改进,并提出了一种将改进后的电路与掩码技术相结合的MLBDL电路。Hspice仿真实验表明,MLBDL电路不仅能够消除由双轨信号布线差异引起的功耗泄露,而且能够消除由输入延时差异引起的功耗泄露,其抗功耗攻击能力显著增强。     

ECC密码算法的差分功耗分析攻击研究

对基于有限域GF(2m)上椭圆曲线密码算法的Montgomery Ladder点乘算法进行了差分功耗分析攻击.首先用Verilog HDL实现了该算法并且用Chartered 0.35 μm CMOS工艺将RTL代码综合成电路网表,以便更精确的获取电路运行中所产生的功耗信息.然后用差分功耗分析攻击中的ZEMD攻击方法,并采用算法中P2的横坐标作为中间变量对功耗曲线进行分类,攻击结果显示,Montgomery Ladder算法不能抗ZEMD差分功耗分析攻击.证明了该算法并不安全,在实际应用中还应该采取一些保护措施.     

节省功耗的LED驱动器

一种驱动高亮度LED的方法是采用标准的降压补偿转换器(图1).检测电阻器Rs产生一个反馈电压VFB,它根据公式RS=VFB/ILED设定了需要的LED电流ILED.不幸的是,大多数补偿转换器需要一个1V量级的相对较高反馈电压,这个电压在检测电阻器上的耗电过大(PSENSE=VFB×ILED).     

抗功耗攻击的RSA协处理器

RSA是当今被公认为最成熟且应用最广泛的非对称加密算法。最近几年来,大量的文献表明传统的RSA加密算法缺乏包含,很容易遭受侧信道攻击的威胁,特别是功耗分析攻击。本文提出一种抗功耗攻击的RSA协处理器,选择指数随机化掩盖和添加伪操作的方法,能够有效地抵抗简单功耗分析和差分功耗分析攻击;通过结合CSA加法器和两层Karatsuba乘法器实现的基256免减Montgomery模乘器,能够在不消耗过多面积的基础上提高RSA的运算速度。结果表明,本处理器能够在ASIC和FPGA上实现RSA加解密功能。同时,在SMIC 130nm工艺和100MHz时钟频率下进行DC综合,综合报告表明：1024位抗功耗攻击的RSA协处理器吞吐率达到110Kbps,面积约为310k门。     

大功率LED散热结构研究

目前大功率LED灯具的散热问题已经成为制约LED行业深入发展的瓶颈,体积小、重量轻、结构相对简单、制造加工成本低的散热器是研究的主要方向.不同的散热器由于结构设计不同,工作时散热特点也不尽相同.本文在实测现有主流LED灯具散热器并总结分析散热效果,进而提出传热-散热一体的LED灯具散热器结构设计理念,并对LED灯具工作温度场的分析,验证了传热跟散热一体化设计的理念.     

导弹遥测数据预处理方法研究

数据预处理是导弹遥测数据处理工作的重要环节,文中对数据预处理的方法和过程进行系统阐述和研究,给出工程实践方法,并根据试验任务需求制定相应的判定准则和计算公式,大量试验应用证明,这些方法简单易行、可靠性高,为导弹遥测数据处理奠定了基础。     

高功率密度LED驱动电源的设计

我国目前的照明主要以低效率的照明为主,LED由于其具有高效、节能、环保、可靠、长寿命等优点,正逐渐进入照明领域,对缓解目前环境恶化和能源短缺有重要意义.LED的性能与驱动电源性能和使用环境密切相关,需要开发出高效可靠的LED专用驱动电源与之配套.当前LED驱动电源存在功率密度、功率因数和效率较低等问题,因此开展高功率密度LED驱动电源的研究意义深远.     

基于数据挖掘的图书馆数据预处理方法研究

通过挖掘高校图书馆大量的借阅历史数据,从中提取出切实有用的信息及有效的借阅规则,可为读者提供个性化的推荐服务,进而提高图书馆馆藏图书的流通率。但是,高校图书馆数据具有类型复杂、数据量庞大、冗余值较多等特点,很大程度上影响了挖掘效率。因此,在对图书馆数据挖掘之前,先对这些数据进行预处理,就可很好地解决挖掘效率问题。本文结合内蒙古工业大学图书馆一段时间的流通数据,借助SQL Server2012数据库管理工具,详细研究了基于数据挖掘的数据清洗、数据转换和数据规约3种图书馆数据的预处理方法。     

基于汉明重的LED代数旁路攻击研究

对CHES 2011会议提出的LED轻型分组密码抗代数旁路攻击能力进行了评估。给出了密码算法代数旁路攻击模型及LED密码代数方程表示方法;利用示波器采集微控制器ATMEGA324P上的LED实现功耗泄露,选取功耗特征较为明显的部分泄露点,基于 Pearson 相关系数方法推断加密中间状态汉明重;分别基于可满足性问题、伪布尔优化问题、线性编程问题给出了LED密码和汉明重泄露的3种代数方程表示方法;使用CryptoMinisat和SCIP 2种解析器对建立的代数方程求解恢复密钥,在已知明文、未知明密文、容错等场景下进行了大量的攻击实验。结果表明,LED易遭受代数旁路攻击,一条功耗曲线的1轮汉明重泄露分析即可恢复64 bit完整密钥。     

LED自动传送机构的研究与设计

目前，LED插件机为了降低成本多采用散料插件，即在插件前要将零散的LED灯通过传送装置进行有序排列、管脚校直、辨别极性等工序后传送到机械手装置完成插件，以便于机械手的抓取，并保证了LED插件机的速率和成功率。文章根据二极管的特殊结构，设计了一种二极管的自动传送装置，实现了二极管在传送过程中的管脚校直、辨别极性等功能。LED自动传送机构为LED自动插件提供了技术支撑，实现了LED传送过程的自动化，对LED行业的发展有重要推动作用。     

大功率LED恒流驱动电源设计

为了驱动高功率LED,设计了一种基于隔离反激式原理的恒流驱动开关电源。该设计主要包括反激式开关电源电路的设计、开关电源变压器的选择和设计、功率因数校正电路的设计以及相关的各种保护电路的设计。综合考虑EMI和散热问题,对该电源进行了恰当的PCB设计并完成了实物制作,对该电源进行了输出测试和功率因数测试实验,实验结果表明该电源功率输出稳定,输出电压为41.8V,电流为338mA功率因数为0.86,并成功点亮了12个1 W的大功率LED。该设计对大功率LED的应用具有一定的参考价值。     

一种新的无电解电容Led驱动电源设计

传统的LED驱动电源由于有电解电容的存在,制约了LED照明技术的应用领域。针对此问题,提出了一种通过变压器和电容之间进行能量转化的电路,从而减少电容容量,实现由贴片电容取代大容量电解电容的方法,实验结果表明该方法的可行性。     

反激式变换器拓扑的LED电源设计

为了LED电源的推广使用,设计了以常用的反激式变换器为核心的LED电源。本文通过设计出来一种4.2W的LED电源电路,具体介绍了利用反激式变换器拓扑成LED电源的方法,并且对各个元件的参数选择进行了说明,特别对变压器的参数进行了详细的计算。实验结果完全达标,说明了设计方法的正确性。