HMAC-SM3的差分功耗分析方法研究.pdf

1、功耗分析攻擊通過對(duì)密碼設(shè)備在執(zhí)行密碼操作時(shí)泄露的功耗信息進(jìn)行分析來恢復(fù)設(shè)備中的密鑰。HMAC是一種基于哈希算法的消息認(rèn)證構(gòu)造結(jié)構(gòu),當(dāng)它被實(shí)現(xiàn)在密碼設(shè)備之中時(shí)，也會(huì)遭受功耗分析攻擊的威脅。SM3密碼哈希算法作為國家密碼管理局在近年才發(fā)布的新的哈希算法，目前少有針對(duì)HMAC-SM3功耗分析方法的研究和完整攻擊實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。
　　本文致力于HMAC-SM3的差分功耗分析(Differential Power Analysis，DPA)方法

2、研究，提出了針對(duì)其軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)的DPA方法，并通過DPA實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，取得了十分理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)可歸納為如下幾點(diǎn)：
　　1.對(duì)HMAC-SM3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的分析，明確了對(duì)其進(jìn)行功耗分析攻擊的攻擊目標(biāo)。并提出了針對(duì)其軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)的DPA攻擊方法。
　　2.完成了HMAC-SM3的軟件實(shí)現(xiàn)和FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，并搭建了用于功耗分析的硬件和軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。成功對(duì)上述HMAC-SM3的軟件實(shí)現(xiàn)和硬件

3、實(shí)現(xiàn)實(shí)施了DPA攻擊，攻擊結(jié)果十分理想，驗(yàn)證了本文理論的正確性和可行性。
　　3.相比其他的主流密碼算法，HMAC-SM3中多數(shù)操作為模加和異或操作，非線性非常低。這使得目標(biāo)參數(shù)的能耗特征不具有很強(qiáng)的獨(dú)特性，大幅增加了DPA攻擊的難度。本文利用已知密鑰和明文進(jìn)行相關(guān)性定位的手段，確定了目標(biāo)參數(shù)操作的大致區(qū)間，通過對(duì)該區(qū)間進(jìn)行DPA攻擊，克服了上述困難，得到了理想攻擊結(jié)果。
　　4.本文分別使用能耗曲線時(shí)域DPA和頻域DPA的