《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://m.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: 欧美成人性视频播放 | 福利网址在线 | 久久久久久综合成人精品 | 国产综合免费视频 | 国产成人精品福利网站在线 | 国产免费不卡v片在线观看 国产免费播放一区二区三区 | 一级毛片直接看 | 久久成人国产精品 | 国产成人三级 | 好吊色综合网天天高清 | 男女一级爽爽快视频 | 在线观看黄日本高清视频 | 久久精品免费 | 国产男女猛烈无遮档免费视频网站 | 中文字幕第一页在线视频 | 国产h视频 | 国产麻豆媒一区一区二区三区 | 国产精品麻豆一区二区三区v视界 | 欧美日韩国产另类在线观看 | 欧美国产日本高清不卡免费 | 狠狠干狠 | 久久久久精彩视频 | 久久综合色区 | 欧美日韩在线成人看片a | 中文字幕在线视频免费 | 九九爱精品视频 | 亚洲国产精品v在线播放 | 波多 在线| 在线免费午夜视频 | a级精品九九九大片免费看 a级精品国产片在线观看 | 日本欧洲亚洲一区在线观看 | 亚洲精品美女视频 | 成人免费观看在线视频 | 日本福利在线观看 | 国产亚洲一区二区精品 | 成人看免费一级毛片 | 日本xxx18hd| 欧美日韩亚洲精品国产色 | 在线观看成人免费视频 | 高清中国一级毛片免费 | h视频免费在线 |