隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展,智能卡在軍事、金融、政府等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,與此同時(shí),針對(duì)智能卡密碼破解的犯罪率也越來(lái)越高。目前智能卡的密碼破解方法可分為兩類：針對(duì)密碼體系的數(shù)學(xué)破解和利用旁路信息進(jìn)行破解,后者的代表就是旁路攻擊。功耗攻擊是旁路攻擊的一種主要手段,其利用密碼算法執(zhí)行過(guò)程中泄露的功耗和處理數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性恢復(fù)出與密鑰相關(guān)的信息,其中,差分功耗攻擊由于攻擊能力強(qiáng),與具體加密算法無(wú)關(guān),成為了智能卡密碼破解的重要手段。目前針對(duì)功耗攻擊的新型智能卡防御措施主要有掩碼技術(shù)和隨機(jī)輪技術(shù)。與掩碼技術(shù)相比,隨機(jī)輪實(shí)施步驟簡(jiǎn)單、代價(jià)小,是智能卡主要采取的防御措施。隨機(jī)輪技術(shù)按照加入隨機(jī)輪的位置可分為前后隨機(jī)輪和中間隨機(jī)輪。本文在研究智能卡差分功耗攻擊與防御的基礎(chǔ)上,針對(duì)前后隨機(jī)輪防御措施,根據(jù)攻擊節(jié)點(diǎn)的不同首次提出了累加攻擊算法和分段攻擊算法,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)了智能卡加密密鑰,證明前后隨機(jī)輪不能抵抗差分功耗攻擊。具體工作如下：（1）軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)一般智能卡差分功耗攻擊。根據(jù)DES算法和差分功耗攻擊原理,結(jié)合功耗數(shù)據(jù)相關(guān)模型,使用MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)了對(duì)一般智能卡的差分功耗攻擊,并搭建硬件攻擊... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

智能卡分類Figure2,5Smartcardclassification

本實(shí)驗(yàn)使用的示波器實(shí)物如圖5.4所示。圖5.4示波器Figure5.4 Oscilloscope該示波器的技術(shù)參數(shù)如表5.1所示。表5.1示波器主要參數(shù)表Tables. 1 Main parameters of the oscilloscope標(biāo)稱模擬帶寬 IGHz I釆集時(shí)間分辨率 loops (lOGS/s)"帶寬限制 20-200MHZ 最大采樣速率 5GS/S最大輸入電壓 5\/rms(50O)/250Vmax(lMO) &形8000 個(gè)波形/秒(3) PC機(jī)。PC里需裝有Inspector軟件。Inspector是故障注入系統(tǒng)平臺(tái)軟件，其是Riscure公司旗下一款比較成熟的波形處理軟件。Inspector可以對(duì)毛刺注入后產(chǎn)生的響應(yīng)值進(jìn)行分析處理，其最主要的功能是針對(duì)智能卡芯片、RFID芯片及嵌入式密碼處理器芯片進(jìn)行旁路安全測(cè)試分析，可進(jìn)行電磁痕跡跟蹤、功耗跟蹤與射頻跟蹤，并分析跟蹤過(guò)程中信號(hào)處理的微妙差異，具體包括：SPA, DPA,射頻信號(hào)濾波后RFA射頻分析以及EMA電磁感應(yīng)分析。本實(shí)驗(yàn)用到的主要功能是對(duì)示波器釆集到的波形進(jìn)行濾波、對(duì)齊等處理。圖5.5是某款智能卡芯片的功耗圖，通過(guò)運(yùn)行Inspector里的腳本語(yǔ)言觸發(fā)Power Tracer對(duì)任意多明文進(jìn)行加密，并通過(guò)示波器記錄數(shù)據(jù)，釆集夠所需數(shù)目的功耗曲線后停止腳本運(yùn)行，同時(shí)示波器將釆集到的所有功耗曲線回傳給Inspector進(jìn)行顯示。圖5.5內(nèi)的數(shù)字表示如下：1)采集得到的功耗曲

SI盒攻擊結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]防DPA攻擊的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 石偉,戴葵,童元滿,龔銳.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2007(02)

碩士論文
[1]基于AES算法的智能卡攻擊與防御的研究[D]. 馮艷.北京交通大學(xué) 2013
[2]基于RSA-CRT算法智能卡抗DPA攻擊防御策略設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 才曉玉.北京交通大學(xué) 2013
[3]智能卡COS的研究與設(shè)計(jì)[D]. 黃健.廣東工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3286302