抗能量分析的輕量級(jí)AES算法的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、為保障資源受限環(huán)境（如SIM卡、RFID卡等）中的信息安全，輕量級(jí)分組密碼算法的研究得到了密碼學(xué)界的廣泛關(guān)注。高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES算法已被廣泛用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息通信等領(lǐng)域。而隨著密碼分析技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)AES的攻擊日益嚴(yán)重，其中對(duì)該算法威脅最大的便是能量分析攻擊。因此研究與設(shè)計(jì)抗能量分析攻擊的輕量級(jí)AES算法就具有重要的實(shí)際意義。
　　本文旨在尋找AES算法安全性與算法執(zhí)行效率的平衡點(diǎn)，以應(yīng)對(duì)資源受限環(huán)境的特殊要求。論文的主要工作介

2、紹如下。
　　1)輕量?jī)?yōu)化AES算法。本文通過(guò)研究輕量級(jí)分組密碼的設(shè)計(jì)策略，利用算法加密流程和輪函數(shù)的特點(diǎn)，將算法加密輪函數(shù)中行移位和字節(jié)替換操作調(diào)序。調(diào)序后的加密輪函數(shù)通過(guò)查找兩張表同步實(shí)現(xiàn)行移位、字節(jié)替換和列混淆操作，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)該加密算法的輕量?jī)?yōu)化。在解密流程中，將逆列混淆和輪密鑰加進(jìn)行調(diào)序，查找四張表同步實(shí)現(xiàn)逆行移位、逆字節(jié)替換和逆列混淆操作以實(shí)現(xiàn)解密流程的輕量?jī)?yōu)化。
　　2)運(yùn)用固定值掩碼技術(shù)對(duì)AES進(jìn)行抗能量分析

3、設(shè)計(jì)。論文著重研究了掩碼防御技術(shù)，對(duì)應(yīng)用于AES算法的簡(jiǎn)單固定值掩碼技術(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基于簡(jiǎn)單固定值掩碼的雙S盒的抗能量分析攻擊方法。該防御方法就是在輪函數(shù)中使用兩個(gè)掩碼型S盒實(shí)現(xiàn)對(duì)原掩碼型S盒的防護(hù)，實(shí)現(xiàn)中間值的全程掩護(hù)。
　　3)對(duì)算法進(jìn)行綜合改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)抗能量分析攻擊的輕量級(jí)AES算法，達(dá)到實(shí)現(xiàn)算法輕量化和安全性平衡的目的。
　　最后，對(duì)綜合改進(jìn)AES算法的實(shí)現(xiàn)效率與安全性進(jìn)行了仿真測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的A