發(fā)布時間：2018-09-12 17:33

【摘要】：密碼系統(tǒng)在移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、金融、國防等信息安全領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用對密碼系統(tǒng)的安全性提出了很高的要求。公鑰密碼是密碼系統(tǒng)的重要分支,在密碼領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著旁路攻擊的出現(xiàn),許多算法的硬件實現(xiàn)已不再安全,因此對已有算法的安全性研究變得非常重要,為算法增加防御措施已成為密碼產(chǎn)品在設(shè)計之前必須考慮的問題。模冪算法作為許多古典公鑰密碼系統(tǒng)的核心運算,其安全性一直以來倍受關(guān)注。與此同時,一些新型的公鑰密碼系統(tǒng)也在不斷涌現(xiàn),學(xué)術(shù)界針對這些算法的安全性研究尚處于初始階段。其中,雙線性對密碼算法以其優(yōu)良的特性以及更高的安全性受到了廣泛研究。針對模冪算法,本文進(jìn)行了功耗分析攻擊研究,在N-1攻擊的基礎(chǔ)上,提出了擴(kuò)展的攻擊方法,并利用硬件設(shè)計的安全監(jiān)測平臺對兩種模冪算法的ASIC實現(xiàn)進(jìn)行了攻擊實驗。針對雙線性對密碼算法,本文進(jìn)行了故障攻擊研究,提出了基于分支的故障攻擊方法,并用Magma軟件證明了攻擊的正確性。本文主要有以下幾方面的工作和創(chuàng)新:1)本文深入研究了N-1攻擊,提出擴(kuò)展的N-1攻擊方法。在一定條件下,只要符合2=1的x值,均可以用于選擇明文功耗攻擊。利用這些值,本文成功攻擊了Boscher的從右到左模冪算法和蒙哥馬利階梯算法。2)提出了針對擴(kuò)展N-1攻擊的防御措施。3)提出了針對雙線性對密碼算法中Miller循環(huán)的分支故障攻擊方法,此分支故障攻擊方法適用于含有Miller循環(huán)的所有雙線性對密碼算法,此分支故障攻擊方法具有植入錯誤方式多樣的優(yōu)點。4)提出了有針對性的防御措施,為保障雙線性對密碼系統(tǒng)的物理安全性提供參考。
[Abstract]:The wide application of cryptography in the fields of mobile Internet, Internet of things, finance, national defense and other information security fields has put forward high requirements for the security of cryptographic systems. Public key cryptography is an important branch of cryptosystem, and has been widely used in the field of cryptography. With the emergence of bypass attacks, the hardware implementation of many algorithms is no longer secure, so it is very important to study the security of existing algorithms. Adding defense measures to the algorithms has become a problem that must be considered before the design of cryptographic products. Modular power algorithm is the core operation of many classical public key cryptosystems, and its security has been paid more and more attention. At the same time, some new public key cryptosystems are emerging, and the research on the security of these algorithms is still in the initial stage. Among them, bilinear pair cryptography algorithm has been widely studied for its excellent characteristics and higher security. Based on the N-1 attack, the extended attack method is proposed, and the ASIC implementation of the two modular power algorithms is tested by using the security monitoring platform designed by hardware. For the bilinear pairwise cipher algorithm, the fault attack method based on branch is proposed, and the correctness of the attack is proved by Magma software. This paper mainly has the following work and innovation: 1) in this paper, the N-1 attack is studied in depth, and an extended N-1 attack method is proposed. Under certain conditions, as long as the x value of 2kW 1 is satisfied, it can be used to select the plaintext power attack. Using these values, the right-to-left power algorithm and Montgomery ladder algorithm of Boscher are successfully attacked. The defense measures against extended N-1 attack are proposed. 3) the branch fault attack method of Miller loop in bilinear pair cipher algorithm is proposed. This branch fault attack method is suitable for all bilinear pair cipher algorithms with Miller loop. This branch fault attack method has the advantage of implanting errors in a variety of ways. It provides a reference for the physical security of the bilinear pair cryptosystem.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN918.1

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本文編號：2239749