本文關(guān)鍵詞：嵌入式安全協(xié)處理器設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著嵌入式信息安全的快速發(fā)展,如何對密碼算法進行有效快速的運算執(zhí)行已經(jīng)成為一個比較突出的問題。傳統(tǒng)的密碼算法實現(xiàn)技術(shù)主要有兩個方面：一方面是通過通用處理器進行軟件編程,這種辦法雖然有較好的適應(yīng)性和靈活性,但是程序的執(zhí)行效率較低；另一種是針對專門的密碼算法,設(shè)計相應(yīng)的加速硬件單元,雖然性能得到提升,但是卻存在成本高、靈活性低的缺點。本文因此提出了基于專用密碼算法加速指令集的嵌入式協(xié)處理器方案。該方案在處理密碼算法時,同時具備了通用處理器適應(yīng)性強和專用加速單元性能優(yōu)越的優(yōu)點。在仿真平臺和FPGA平臺對常用密碼算法進行驗證,實驗表明,處理性能提高了大約3倍,具有比較良好的加速效果。 伴隨著密碼系統(tǒng)的快速發(fā)展,針對各種加密芯片的攻擊方式也是層出不窮,所以在設(shè)計安全協(xié)處理器的過程中,不僅要關(guān)注性能的提升,更要注意對各種攻擊方式的防范。本文針對近來比較流行的差分功耗分析,提出了兩種在時間軸上擾亂程序運行時產(chǎn)生的功耗軌跡的方案。一種是基于隨機延時插入,另一種則是基于隨機指令插入。通過搭建仿真平臺對兩種方案進行了驗證,均取得了比較滿意的效。而與傳統(tǒng)的抗差分功耗分析的方案比較,本文提出的方案實現(xiàn)簡單,硬件架構(gòu)也不復雜,具有重大的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：安全 協(xié)處理器 專用指令集 差分功耗分析 隨機延時插入 隨機指令插入
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332;TP309
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 圖目錄10-11
• 表目錄11-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 背景與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 密碼學概論15-16
• 1.4 論文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 安全協(xié)處理器體系結(jié)構(gòu)設(shè)計18-33
• 2.1 處理器體系結(jié)構(gòu)概述18-21
• 2.1.1 指令集系統(tǒng)18-20
• 2.1.2 流水線技術(shù)20-21
• 2.2 安全協(xié)處理器的研究基礎(chǔ)21-23
• 2.3 密碼加速專用指令集設(shè)計23-28
• 2.3.1 專用指令集簡介24-26
• 2.3.2 編程模型改進26-28
• 2.4 安全協(xié)處理器硬件實現(xiàn)28-29
• 2.5 安全協(xié)處理器加密效果實驗與分析29-32
• 2.5.1 仿真平臺驗證30-31
• 2.5.2 FPGA平臺驗證31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 抗DPA處理器硬件架構(gòu)設(shè)計33-54
• 3.1 差分功耗分析的物理基礎(chǔ)和方法33-37
• 3.1.1 差分功耗分析的物理基礎(chǔ)33-34
• 3.1.2 差分功耗分析的原理及步驟34-37
• 3.2 抗差分功耗分析的研究現(xiàn)狀37-39
• 3.2.1 算法層面的抗DPA攻擊37-38
• 3.2.2 電路層面的抗DPA分析38-39
• 3.3 差分功耗分析仿真實驗平臺39-46
• 3.3.1 差分功耗分析仿真實驗平臺架構(gòu)39-40
• 3.3.2 差分功耗分析實驗過程40-43
• 3.3.3 DES加密算法簡介43-46
• 3.4 抗DPA的安全協(xié)處理器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計46-49
• 3.4.1 基于隨機延時插入的抗DPA硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計46-47
• 3.4.2 基于隨機指令插入的抗DPA硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計47-49
• 3.5 實驗與分析49-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 結(jié)束語54-56
• 4.1 論文研究工作總結(jié)54-55
• 4.2 今后的工作展望55-56
• 參考文獻56-59
• 作者簡介59-60
• 作者攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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  本文關(guān)鍵詞：嵌入式安全協(xié)處理器設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：367932