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《基于汉明重的LED代数旁路攻击研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第34卷第7期通信学报Vol.34No.72013年7月JournalonCommunicationsJuly2013doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.07.015基于汉明重的LED代数旁路攻击研究11211冀可可，王韬，郭世泽，赵新杰，刘会英(1.军械工程学院信息工程系,河北石家庄050003；2.北方电子设备研究所，北京100083)摘要：对CHES2011会议提出的LED轻型分组密码抗代数旁路攻击能力进行了评估。给出了密码算法代数旁路攻击模型及LED密码代数方程表示方法；利用示波器采集微控制器ATMEGA324
2、P上的LED实现功耗泄露，选取功耗特征较为明显的部分泄露点，基于Pearson相关系数方法推断加密中间状态汉明重；分别基于可满足性问题、伪布尔优化问题、线性编程问题给出了LED密码和汉明重泄露的3种代数方程表示方法；使用CryptoMinisat和SCIP2种解析器对建立的代数方程求解恢复密钥，在已知明文、未知明密文、容错等场景下进行了大量的攻击实验。结果表明，LED易遭受代数旁路攻击，一条功耗曲线的1轮汉明重泄露分析即可恢复64bit完整密钥。关键词：汉明重；LED；代数旁路攻击；可满足性；伪布尔优化；线性编程中图分类号：TP393.08文献标识码
3、：A文章编号：1000-436X(2013)07-0134-09ResearchofHammingweight-basedalgebraicside-channelattackonLED11211JIKe-ke,WANGTao,GUOShi-ze,ZHAOXin-jie,LIUHui-ying(1.DepartmentofInformationEngineering,OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003,China;2.TheInstituteofNorthElectronicEquipment,
4、Beijing100083,China)Abstract:ThesecurityofLEDagainstthealgebraicside-channelattack(ASCA)wasevaluated,whichisalightweightblockcipherproposedinCHES2011.Firstly,theattackmodelofASCAwasanalyzed,andthenthedesignandalgebraicrepresentationsofLEDweredescribed.Secondly,thepowerleakageso
5、fLEDonATMEGA324Pmicrocontrollerweremeasuredbyadigitaloscilloscope;someleakagepointswithobviouspowerpatternswerechosenasthetargetedpointsandusedtodeducetheHammingweightviacomputingthePearsoncorrelationfactor;satisfiability-based,Pseu-do-Booleanoptimization-based,linearprogrammin
6、g-basedmethodswereusedtorepresentingHammingweightswithalgebraicequations.Finally,theCryptoMinisatandtheSCIPsolverwereappliedtosolveforthekeyandmanyattacksareconductedunderdifferentscenarios.ExperimentresultsdemonstratethatLEDisvulnerabletoASCA,full64bitmasterkeycanbederivedviaa
7、nalyzingtheHWleakagesofthefirstroundinLED.Keywords:Hammingweight;LED;ASCA;satisfiability;pseudo-Booleanoptimization;linearprogramming旁路分析方法研究有2个热点，一是寻找新的旁路1引言[4][5]区分器，如互信息区分器、KS检验区分器等；[6]密码实现需依附具体物理设备平台，其运行过二是结合数学分析方法，如碰撞旁路分析、Cube[1][2][3][7][8~11]程中会泄漏出时间、功耗、电磁等旁路信息，旁路分析、代数旁路
8、分析。本文主要研究代通过采集并分析这些信息进行密钥破解的方法称数旁路分析(ASCA,algebraicsid
