隨著人們對信息安全的要求越來越高,密碼芯片廣泛應用于智能卡、電子商務、網(wǎng)上銀行等領域,極大地保證了系統(tǒng)的安全。但是近些年,一系列旁道攻擊(Side-channel Attacks)方法對安全性造成了極大的威脅。這些方法包括差錯分析(Fault Analysis)攻擊,功耗分析(Power Analysis)攻擊和電磁輻射(Electromagnetic Anaylsis)分析攻擊等等。其中差分功耗分析(Differential PowerAnalysis,DPA)的威脅最大。 為此,本文在介紹靈敏放大器邏輯(Sense Amplifier Based Logic,SABL)原理的基礎上,提出了一種采用全定制方法設計AES SubByte模塊的方案。該方案流片采用SMIC 0.1 8um,1.8V CMOS工藝實現(xiàn),工作頻率約為83.3M,其面積約為0.85mm²。與基于靜態(tài)互補CMOS邏輯的AES SubByte模塊相比,有較好抗差分功耗分析攻擊的能力。 進而,在電路邏輯基本單元的層次上,提出了一種新型抗差分功耗分析攻擊的電路邏輯單元結構:差分輸入差分輸出時鐘控制...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
圖表索引
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 密碼芯片的安全性
    1.2 電路的旁道攻擊概述
        1.2.1 標準scCMOS的功耗特征
        1.2.2 旁道攻擊的種類及其防御方法
    1.3 本文的研究內容和意義
    1.4 本文的章節(jié)安排
第二章 AES密碼算法簡介
    2.1 有限域運算基礎
    2.2 AES算法
    2.3 AES算法中的主要運算
第三章 基于SABL邏輯單元的AES SUBBYTE模塊及其抗差分功耗分析
    3.1 SABL邏輯單元簡介
        3.1.1 SABL邏輯單元的電路結構及工作原理
        3.1.2 SABL邏輯單元中的差分下拉網(wǎng)絡
        3.1.3 SABL邏輯單元之間的連接方式
    3.2 幾種基本邏輯門的實現(xiàn)
        3.2.1 SABL-AND2D1邏輯門
        3.2.2 SABL-AND3D1邏輯門
        3.2.3 SABL-XOR2D1邏輯門
        3.2.4 SABL-XOR3D1邏輯門
    3.3 基于靈敏放大器邏輯的觸發(fā)器SAFF
    3.4 基于SABL邏輯單元的AES SuBBYTE硬件實現(xiàn)
        3.4.1 AES SubByte模塊的架構設計
        3.4.2 AES SubByte模塊的電路實現(xiàn)和優(yōu)化
        3.4.3 AES SubByte模塊的全定制物理實現(xiàn)
    3.5 SABL_SUBBYTE抗差分功耗分析
    3.6 SABL_SUBBYTE芯片測試
第四章 基于DDCVSL邏輯單元的AES SUBBYTE模塊及其抗差分功耗分析
    4.1 DDCVSL邏輯單元簡介
        4.1.1 DDCVSL邏輯單元的電路結構
        4.1.2 DDCVSL邏輯單元之間的連接方式
    4.2 幾種基本邏輯門的實現(xiàn)
        4.2.1 DDCVSL_AND2D1邏輯門
        4.2.2 DDCVSL_AND3D1邏輯門
        4.2.3 DDCVSL_XOR2D1邏輯門
        4.2.4 DDCVSL_XOR3D1邏輯門
    4.3 基于DDCVSL邏輯單元的AES SUBBYTE硬件實現(xiàn)
    4.4 基于DDCVSL邏輯單元的AES SUBBYTE電路性能和應用
    4.5 兩種邏輯單元的性能分析與比較
第五章 通用設計和全定制設計相結合的AES算法IP核的VLSI實現(xiàn)
    5.1 通用設計和全定制設計相結合的流程
    5.2 AES IP核的硬件結構
    5.3 AES IP核的協(xié)同設計
        5.3.1 AES_controller控制模塊的協(xié)同設計
        5.3.2 key_expand控制模塊的協(xié)同設計
        5.3.3 endecrypt加解密模塊的協(xié)同設計
        5.3.4 AES IP核頂層的協(xié)同設計
    5.4 AES IP核的數(shù)�；旌蟅LSI實現(xiàn)
    5.5 AES IP核的數(shù)�；旌虾蠖藢崿F(xiàn)
第六章 總結與展望
    6.1 本文內容總結
    6.2 進一步工作展望
參考文獻
碩士學習期間錄用和發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3801026