基于功耗预处理优化的LED密码模板攻击研究-论文.pdf

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1、第35卷第3期通信学报Vb1．35No．32014年3月JoumalonCommunicationsMarch2014doi：10．3969／j．issn．1000—436x．2014．03．O18基于功耗预处理优化的LED密码模板攻击研究王小娟，郭世泽，赵新杰，一，宋梅，张帆(1．北京邮电大学电子工程学院，北京100876；2．北方电子设备研究所，北京100083；3．军械：[程学院信息工程系，河北石家庄050003：4康涅狄格大学计算机科学与工程系，康涅狄格州斯托斯06269)摘要：对CHES2011会议提出的轻量级分组密码LED抗功耗模板攻击能力进行了评估，从

2、功耗曲线预处理优化的角度对模板攻击提出了改进：利用功耗曲线频域上的相位相关性计算偏移量，消除了模板构建过程中的数据干扰；利用明文片段对功耗曲线聚类划分的特征差异，提出了一种基于类间距离的特征提取方法，可实现不同泄露点的功耗数据自动切割；利用均值和噪声信息评估模板区分度，提出了一种基于聚类有效度的动态选点策略，提高了旁路信息利用率。实验结果表明：数据对齐和切割提高了匹配度的区分效果，降低了模板构建和攻击所需功耗曲线数量；聚类有效度选点策略与现有策略相比，攻击数据复杂度低，2条功耗曲线即可使成功概率收敛于1。关键词：功耗预处理；数据对齐；数据切割；有效点选取；模板攻击；

3、LED中图分类号：TP393．08文献标识码：A文章编号：1000．436X(2014)03．0157．11R’一esearc1-1ol^DowerpreDrocessl●ng0DtJl●ml●ZatJl●0n—1baSec1Itemplateattack0nLEDWANGXiao-juan，GUOShize，ZHAOXin-jie，SONGMei，ZHANGFan4(1．SchoolofElectronicEngineering，BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing100876，China；2．

4、InstituteofNorthElectronicEquipment，Beijing100083，China；3．DepartmentofInformationEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China；4．DepartmentofComputerScienceandEngineering，UniversityofConnecticut，Storrs06269，USA)Abstract：ThesecurityofLED，alightweightblockcipherproposed

5、inCHES2011，wasevaluatedbythetemplateattack(TA)．SeveralimprovementsofTAfromtheperspectiveofthepreprocessingoptimizationwasproposed．Firstly,thenoiseofsetwascalculatedbyusingthephase—onlycorrelationfactorinthefrequencyviewofthepowertracetoelimi-natethedatainterferenceinthetemplatebuilding

6、phase．Secondly,anovelcharacterextractingmethodwasproposedbasedoncalculatingthecross—clusterofsetofdiferentclustersclassifiedbytheplaintextstocutthediferentleakagepointsfromthepowertracesautomatically．Thirdly,adynamicefectivepowerpointschoosingstrategywasproposedbyutilizingthemeanvaluea

7、ndthenoisesoftheofpowertracestoevaluatethediferencesbetweendiferenttemplatesandim—provetheutilizationofsidechannelinformation．Experimentresultsdemonstratethattheproposedtechniquesofdataalign—mentandautomaticallydatacuttingenlargethediferencesoftemplatesandreducethenumberoftherequired