期刊文献+

基于多阶段相关功耗分析的SM4-XTS侧信道分析方法

SM4-XTS Side Channel Analysis Method Based on Multi-stage CPA
下载PDF
导出
摘要 带密文挪用的XEX可调分组密码(XTS)被广泛应用于存储加密中,随着大数据计算与新型侧信道分析方法的提出与应用,XTS加密模式的安全性成为一个值得关注的问题。近年来,已有部分研究针对XTS模式进行了侧信道的分析研究,通过确定部分密钥与调整值tweak,进而缩小密钥检索范围,但并没有实现对XTS模式系统的分析。该文提出一种针对SM4-XTS电路的侧信道分析技术,通过结合传统的相关功耗分析(CPA)与多阶段融合的CPA技术,解决了针对调整值模乘迭代导致的二进制数移位问题,从而实现调整值与密钥的精确提取。为了验证这种分析技术的有效性,在FPGA上实现了SM4-XTS加密模块来模拟实际情况中的加密存储器。实验结果表明,在10000条功耗曲线下,该技术可以成功提取目标加密电路的部分调整值与密钥。 The XEX-based Tweaked-codebook mode with ciphertext Stealing(XTS)is widely used in storage encryption.With the emergence and application of big data computing and novel side-channel analysis methods,the security of the XTS encryption mode has become a matter of concern.Recent studies have attempted side-channel analysis on the XTS mode,aiming to narrow down the key search space by identifying partial keys and tweak values,but a comprehensive analysis of the XTS mode system has not been achieved.In this paper,a side-channel analysis technique targeting the SM4-XTS circuit is proposed.By combining traditional Correlation Power Analysis(CPA)with a multi-stage fusion CPA technique,the technique addresses the binary number shifting issue caused by the iterative modulation multiplication of the tweak values,enabling precise extraction of both the tweak values and keys.To validate the effectiveness of this analytical technique,an SM4-XTS encryption module is implemented on an FPGA to simulate real-world encryption memory scenarios.Experimental results demonstrate that the technique can successfully extract partial tweak values and keys from the target encryption circuit using only 10000 power traces.
作者 赵毅强 闫明凯 张启智 高雅 夏显召 郭阳 王耀华 何家骥 ZHAO Yiqiang;YAN Mingkai;ZHANG Qizhi;GAO Ya;XIA Xianzhao;GUO Yang;WANG Yaohua;HE Jiaji(School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin 300072,China;Tianjin Key Laboratory of Imaging and Perception Microelectronics Technology,Tianjin 300072,China;CATARC Technology Co.,Ltd.,Shenzhen 518118,China;School of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)
出处 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4161-4169,共9页 Journal of Electronics & Information Technology
基金 国家重点研发计划(2021YFB3100903)。
关键词 SM4-XTS 侧信道分析 分组密码 相关功耗分析 SM4-XTS Side-channel Analysis Block ciphers Correlation Power Analysis(CPA)
  • 相关文献

参考文献4

二级参考文献8

  • 1IEEE Std 1619--2007. Institute of Electrical and Electronics Engineers. The XTS-AES Tweakable Block Ci- pher[S]. IEEE, 2008. 被引量:1
  • 2Elliptic Technologies Inc. CLP-47 Configurable XTS-AES Core Product Brief[EB/OL]. [2010-01-12]. www. elliptictech, corn. 被引量:1
  • 3IP Cores. Inc. XTS3 Family of Cores, IEEE P1619 XTS-AES Cores[EB/OL]. [2010-09-25]. www. ipcores, conr. 被引量:1
  • 4Moses Liskov, Ronald I. Rivest, David Wagner. Tweakable Block Ciphers[C].// CRYPTO 2002, LNCS 2442, 2002. Berlin Heidelberg: Springer -Verlag, 2002 : 31 -46. 被引量:1
  • 5华漫.AES算法分析及其硬件实现设计[D].成都:西南交通大学,2004:36-38. 被引量:1
  • 6卢坚.高级加密标准研究及其FPGA实现[D].成都:西南交通大学,2602:41-44. 被引量:1
  • 7王海洋,陈弘毅.一种小面积的高吞吐率AES协处理器设计[J].微电子学与计算机,2009,26(6):12-16. 被引量:5
  • 8余国义,李皓,刘国希,邹雪城,付秋.一种适用于DSP的安全模块的设计[J].微电子学与计算机,2009,26(7):1-4. 被引量:2

共引文献15

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部