面向ASIC实现的CPA研究平台及其应用

计算机工程与应用 ›› 2013, Vol. 49 ›› Issue (7): 55-59.

面向ASIC实现的CPA研究平台及其应用

王晨旭1，2，张凯峰2，喻明艳1，王进祥1

1.哈尔滨工业大学微电子中心，哈尔滨 150001
2.哈尔滨工业大学（威海）微电子中心，山东威海 264209

出版日期:2013-04-01 发布日期:2013-04-15

Design and application of CPA research platform for ASIC

WANG Chenxu1，2, ZHANG Kaifeng2, YU Mingyan1, WANG Jinxiang1

1.Microelectronics Center, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2.Microelectronics Center, Harbin Institute of Technology at Weihai, Weihai, Shandong 264209, China

Online:2013-04-01 Published:2013-04-15

摘要/Abstract

摘要： 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。

关键词: 差分功耗分析（DPA）, 相关性功耗分析（CPA）, 研究平台, PrimeTime PX, AES算法

Abstract: Differential Power Analysis（DPA）, a technology of non-invasive side-channel attack, has posed a serious threat for the safety of cipher integrated circuits. In order to evaluate the effectiveness of power analysis attack countermeasure conveniently, following the gate-level power analysis method, a Correlation Power Analysis（CPA） research platform based on PrimeTime PX and MATLAB is built. The auxiliary platform has a strong universality, and only by reworking cipher-specific power model, the algorithm level countermeasures for different ciphers can be evaluated easily. As an application, standard AES algorithm and the improved AES algorithm with threshold countermeasure method is attacked, showing the platform effectiveness.

Key words: Differential Power Analysis（DPA）, Correlation Power Analysis（CPA）, research platform, PrimeTime PX, AES algorithm

王晨旭1，2，张凯峰2，喻明艳1，王进祥1. 面向ASIC实现的CPA研究平台及其应用[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(7): 55-59.

WANG Chenxu1，2, ZHANG Kaifeng2, YU Mingyan1, WANG Jinxiang1. Design and application of CPA research platform for ASIC[J]. Computer Engineering and Applications, 2013, 49(7): 55-59.

[1]	彭福来，于治楼，陈乃阔，耿士华，李凯一. 面向国产CPU的可重构计算系统设计及性能探究[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(23): 36-41.
[2]	李新超1，2，钟卫东1，2，张帅伟1，2，马双棚1，2. 一种基于门限实现的SM4算法S盒实现方案[J]. 计算机工程与应用, 2018, 54(17): 83-88.
[3]	吴竑，王小鸽，杨广文，朱昌磊，宋顺强. THREP：面向地球系统模式的插值算法研究平台[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(15): 48-55.
[4]	邹程，张鹏，邓高明，赵强. AES密码电路抗差分功耗分析设计[J]. 计算机工程与应用, 2009, 45(36): 63-65.
[5]	朱灵波,戴冠中,刘航. 一种改进ECB模式的AES算法加解密优化方案 [J]. 计算机工程与应用, 2006, 42(12期): 1-.