發(fā)布時間：2022-12-23 00:51

　　在當前的側信道攻擊技術中,能量分析攻擊作為最佳攻擊手段之一,其發(fā)展已日益成熟。該方式基于加密電子設備在操作過程中能量消耗的信息泄漏,從而對加密設備中輪密鑰等私密信息進行攻擊獲取,其攻擊的有效程度遠高于基于數(shù)學方法的密鑰分析技術,因此給當今的加密設備帶來了嚴重的威脅。另一方面,針對該攻擊方式的防御措施也被逐漸應用于密碼設備的加密過程之中。其中,掩碼策略在防御成本,實現(xiàn)可行性,抵抗能力等多個方面有著非常明顯的優(yōu)勢,因此也迅速成為了側信道防御技術中的重點與熱門。與之同時,針對于掩碼策略的能量分析攻擊也成為側信道攻擊領域的一大難題。掩碼策略理論上能夠抵御一階攻擊,但卻可能受到高階能量分析攻擊而使其抵御機制失效。高階能量分析攻擊雖然能夠在一定程度上對加掩實施中的密鑰信息進行攻擊,但在國內(nèi)外關于高階能量分析攻擊的現(xiàn)有技術中,其算法的時間復雜度,實現(xiàn)可行性等方面普遍存在較大缺陷。即,如何針對加掩實現(xiàn)的加密算法進行能量分析攻擊仍然是需要探究和改進的難題。在本文中,將以加掩實現(xiàn)的AES加密算法為目標,針對密碼設備中的AES加密過程進行基于神經(jīng)網(wǎng)絡算法的高階攻擊研究。期望達到的目標是,提出一種高階攻擊的新... 

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 高階能量分析攻擊的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及意義
    1.4 結構安排
第二章 AES加密算法及能量分析攻擊基礎
    2.1 AES加密算法
        2.1.1 AES加密過程
        2.1.2 AES解密過程
        2.1.3 基本運算
        2.1.4 基本變換
    2.2 能量分析攻擊及分類
    2.3 模板攻擊
    2.4 掩碼策略
    2.5 高階能量分析攻擊
    2.6 能量泄漏模型
    2.7 高階DPA攻擊
    2.8 高階模板攻擊
    2.9 本章小結
第三章 神經(jīng)網(wǎng)絡算法
    3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡
    3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡類別
    3.3 前向擬合神經(jīng)網(wǎng)絡
    3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡在模板攻擊中的應用
    3.5 本章小結
第四章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的高階攻擊
    4.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的高階攻擊方式
    4.2 能跡特征向量的提取與預處理
        4.2.1 興趣點提取
        4.2.2 PCA降維技術
        4.2.3 歸一化處理
    4.3 前向神經(jīng)網(wǎng)絡模型及其訓練與攻擊
        4.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡模型
        4.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡訓練的輸入與訓練目標
        4.3.3 訓練的損失函數(shù)
        4.3.4 訓練中防止過擬合
    4.4 實驗與分析
        4.4.1 實驗目標設備及數(shù)據(jù)采集
        4.4.2 能跡特征向量的提取與預處理
        4.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡結構與訓練
        4.4.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的高階CPA攻擊
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
作者在讀期間科研成果簡介
    1 學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于能耗旁路泄露的密碼芯片模板攻擊算法研究[J]. 張洪欣,李靜,張帆,甘罕,賀鵬飛.  電波科學學報. 2015(05)
[2]針對掩碼AES的選擇明文和二階DPA組合攻擊[J]. 王飛宇,陳波濤,劉劍峰,苑志剛,鄭曉光.  密碼學報. 2014(06)
[3]量子主成分分析算法[J]. 阮越,陳漢武,劉志昊,張俊,朱皖寧.  計算機學報. 2014(03)
[4]對一種縱向重用型AES掩碼的能量分析攻擊[J]. 王安,于艷艷,陳曼,王小妹,張國雙.  密碼學報. 2014(01)
[5]簡化固定值掩碼二階差分功耗攻擊方法及其防御措施[J]. 李浪,李仁發(fā),吳克壽.  小型微型計算機系統(tǒng). 2010(09)
[6]一種抗DPA及HO-DPA攻擊的AES算法實現(xiàn)技術[J]. 童元滿,王志英,戴葵,陸洪毅.  計算機研究與發(fā)展. 2009(03)
[7]基于掩碼的差分能量分析攻擊防范對策[J]. 周文錦,范明鈺.  計算機應用. 2005(12)

博士論文
[1]對稱密碼算法功耗分析攻擊防御措施的研究[D]. 朱念好.上海交通大學 2014
[2]抗功耗分析攻擊的SMS4密碼算法VLSI設計技術研究[D]. 白雪飛.中國科學技術大學 2008

碩士論文
[1]基于隨機掩碼的AES算法抗DPA攻擊硬件實現(xiàn)[D]. 劉海清.國防科學技術大學 2008



本文編號：3724383