智能卡的邊頻攻擊分析及安全防范措施(編輯修改稿)
2025-07-22 02:48 本頁面
【文章內容簡介】 不同而產生微小的差別。用計算機嚴格按時鐘計算兩條軌跡的差得到差分軌跡，差分軌跡中出現峰值的時刻即是輸入數據產生差別的時鐘周期。如此檢查加密算法的所有輸入以及每一對0和1產生的差分軌跡，就可以識別出它們出現在程序代碼中的確切時間，從而獲取加密密鑰。DPA使得加密算法的內部處理過程可以被研究，這一危險性對智能卡安全提出了更高的要求。加密算法必須使用足夠長度的全密鑰，以保證探索密鑰的過程因過于耗時而不可行。一個完整的算法通常在加密過程中分解成許多小步驟以使處理器可以實現。這些小步驟往往不使用全密鑰而是用其中的一部分。DPA可以獲取這些小步驟的輸出并探索出這些較短的密鑰值，因此，從理論上說，所有加密算法都可用DPA破解。雖然這種攻擊方法的開發(fā)十分復雜，然而其應用卻十分簡單且只需很小的投資，所需的設備僅限于1臺PC及中等精度的示波鏡，因此解決DPA問題成為智能卡制造商最急需面對的問題之一。 DPA攻擊的安全策略應對DPA攻擊的安全策略基本分為三個層面：硬件、軟件和應用層面。(1) 硬件層面的反措施① 采用平衡電路降低信號能量,以及設置金屬防護以抑制電磁發(fā)射。② 執(zhí)行并行隨機處理來加大幅值噪聲水平。例如，內部編程電壓產生電路可用作并行噪聲發(fā)生器。③ 隨時處理中斷引入的時間噪聲和不同的時鐘頻率。對差分軌跡進行計算機處理的基礎是軌跡可排列。在加入軌跡之前處理器的工作步驟應是同步的。時間噪聲會防止或至少妨礙軌跡很好地排列。硬件反措施的好處在智能卡對于側路攻擊的敏感性比較少地依賴于軟件的變化,但其弱點在于只能降低智能卡對于側路攻擊的敏感性而無法完全消除它。事實上，硬件防范措施只是將信號降低到噪聲水平從而使攻擊變得困難。(2) 軟件層面的反措施① 采用隨機處理順序來減少相關的信號。例如，算法中的平行置換（諸如DES中的S盒）可依隨機的順序來完成，置換的數目重新排序，則可將一次置換產生的信號分解。② 利用隨
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