《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 面向密碼芯片設計階段的仿真側信道安全性分析方法研究
面向密碼芯片設計階段的仿真側信道安全性分析方法研究
電子技術應用
沈煒,劉詩宇,楊光,李東方
中國航天科工集團第二研究院706所
摘要: 密碼芯片是密碼算法實現的重要載體,在信息系統中承擔了加解密、簽名、認證等功能,側信道分析是檢測密碼芯片安全性的重要手段,當前行業內通常采用專用設備進行側信道分析,該方法存在發現時間晚、修復成本高、硬件設備昂貴等問題。研究面向密碼芯片設計階段的能量采集與側信道分析方法,采用EDA工具在設計階段對密碼芯片的RTL代碼進行功能仿真,通過分析仿真生成的波形記錄文件,實現對能量跡的模擬和采集。采用Welch t檢驗、KL散度和相關能量分析方法,實現了對芯片RTL代碼的泄漏檢測、泄漏定位和側信道攻擊。通過對AES-128 RTL設計的仿真實驗,證明了該方法能夠正確地反映能量泄漏情況,且能夠在不借助專用硬件設備的條件下實現對密碼芯片早期設計階段的側信道泄漏安全風險檢測。
中圖分類號:TP311.5 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245035
中文引用格式: 沈煒,劉詩宇,楊光,等. 面向密碼芯片設計階段的仿真側信道安全性分析方法研究[J]. 電子技術應用,2024,50(10):98-104.
英文引用格式: Shen Wei,Liu Shiyu,Yang Guang,et al. Research on side channel security analysis technology of cryptographic chip based on simulation[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(10):98-104.
Research on side channel security analysis technology of cryptographic chip based on simulation
Shen Wei,Liu Shiyu,Yang Guang,Li Dongfang
Institute 706, Second Academy of CASIC
Abstract: Cryptographic chip is an important carrier for cryptographic algorithms, which implements functions such as encryption, decryption, signature, and authentication of information system. Side channel analysis is an important method to verify the security of cryptographic chips. In the current industry, post-silicon side channel analysis with special equipment is a common method, which is too late and expensive in making any changes to the design to solve the leakage issue. This paper proposes a simulation-based power trace acquisition and side channel analysis method. EDA tools are used to perform functional simulation on the RTL code of the cryptographic chip during the design phase, and we collect the simulated power trace by analyzing the waveform record file. By using Welch t test, KL divergence and correlation energy analysis, leakage can be located in time and space dimensions. Through the side channel analysis experiment on AES-128 RTL design, we proved that the method proposed in this paper can correctly reflect the power leakage, which can detect the side channel leakage risk in the early stage of the cryptographic chip design without the help of special hardware equipment.
Key words : cryptographic chip;power consumption simulation;leakage detection;power side channel attack

引言

密碼芯片是保障網絡與通信設備數據傳輸和交換安全性的重要部件,其安全性至關重要。芯片在運行過程中,其邏輯門的變化在物理上體現為電流的變化,從而引起能量消耗。如果芯片自身安全機制不足或未做泄漏防護,芯片在處理敏感信息時產生的能量將與敏感信息之間產生隱通道,如被攻擊者加以利用,可能造成數據泄漏,對系統的安全性產生極大的威脅。

目前針對上述問題的典型測試方法是在芯片設計完成后,采用專用硬件設備搭建側信道分析平臺,對芯片實物開展能量側信道安全性分析。該方法主要存在以下問題:一是硬件設備成本較高,當前測試方法分析過程的精確性依賴于專業側信道采集設備,此類設備價格昂貴;二是搭建分析平臺難度大、時間長,測試人員需要花費大量時間和精力設計和調試側信道采集板卡,測試周期難以保證;三是發現問題較晚、修復成本高,現有的硅后測試方法不僅發現問題階段較晚,而且修改后需重新流片,修復成本較高。

針對上述問題,目前已經有研究提出了針對芯片晶體管級、門級、RTL級的仿真側信道分析方法。文獻[1]提出了在晶體管級進行基于漢明差的差分功耗分析方法,但分析時間需要數天,時間開銷較大。文獻[2]結合Primetime PX工具構建了門級的側信道分析框架。文獻[3]通過分析SAIF文件,實現對RTL級的側信道分析,但SAIF文件一般只適用于Synopsys工具,通用性不強。

本文提出了一種基于功能仿真的密碼芯片側信道分析方法,該方法在密碼芯片早期的RTL設計階段,通過功能仿真的手段生成仿真能量跡,實現待測芯片設計進行側信道攻擊與泄漏評估。相比于硅后的側信道分析方法,本文提出的方法不僅不需要專用的硬件設備,而且可以在設計階段實現模塊級的泄漏檢測、定位和側信道攻擊。


本文詳細內容請下載:

http://www.viuna.cn/resource/share/2000006186


作者信息:

沈煒,劉詩宇,楊光,李東方

(中國航天科工集團第二研究院706所,北京 100854)


Magazine.Subscription.jpg

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
主站蜘蛛池模板: 制服丝袜中文字幕在线观看 | 97夜夜澡人人爽人人喊一欧美 | 九九99九九在线精品视频 | 视频二区日韩 | video欧美性精品 | 91久久澡人人爽人人添 | 成人黄色在线视频 | 国产精品1024在线永久免费 | 亚洲美色视频 | 免费日韩在线视频 | 国产成人aaa在线视频免费观看 | 天天做天天爱天天怼 | 动漫美女胸被狂揉扒开吃奶动态图 | 午夜影院性生活 | 最近中文字幕更新免费 | 激情五月情 | 国产成人免费手机在线观看视频 | 久久天天躁夜夜躁狠狠85台湾 | 黄色片免费观看视频 | 国产羞羞视频在线播放 | a人片在线观看 | 国产制服丝袜视频 | 国产成人aa免费视频 | 一区二区不卡不卡一卡 | 中国一级特黄毛片 | 国产成人高清亚洲一区久久 | 一级毛片免费毛片一级毛片免费 | 在线免费观看黄 | 综合免费视频 | 青青草国产精品久久 | 亚欧精品在线观看 | 成年影院在线看网站免费 | 国产黄在线观看免费观看软件视频 | 99re在线 | 亚洲视频第一页 | www.日韩| 午夜免费看片 | 色老头xxxxbbbb视频 | 无遮挡h纯内动漫在线观看 无遮挡1000部拍拍拍免费观看 | 午夜爱爱影院 | 好吊色青青青国产在线播放 |