پياده سازي دو بلوك رمزنگار موازي به منظور بهبود مقاومت در برابر حملات تفاضلي توان (DPA) در الگوريتم رمزنگاري استاندارد پيشرفته (AES)

كارشناسي ارشد

چكيده از آنجا كه در سيستم¬هاي رمزنگاري حمله به پياده¬سازي انجام مي¬گيرد، مقاوم كردن روش¬هاي پياده¬سازي در برابر چنين حملاتي بسيار حائز اهميت است. حمله تحليل تفاضلي توان قوي¬ترين حمله¬اي است كه تنها با استفاده از مصرف توان به بازيابي كليد مي¬پردازد. روش¬هاي متنوعي به منظور جلوگيري از اين نوع حملات توسط محققين ارائه گرديده كه مقاوم¬سازي مدارات و ارتقاء تكنولوژي ساخت، ايجاد پروس¬هاي تصادفي در سطح گيت و تقليل تاثير اطلاعات مورد پردازش در مصرف توان از آن دسته مي¬باشند. اما از آنجا كه روش حمله تحليل تفاضلي توان (DPA) مبتني بر پيش¬بيني اطلاعات بر اساس حدس بخشي از كليد و در نتيجه بررسي رفتار مصرف توان جهت آزمون صحت حدس كليد مي¬باشد، ايده اصلي در رويكرد ارائه شده پيش¬بيني ناپذير نمودن مقادير توليد شده در روند رمزنگاري مستقل از مدارات و محيطي است كه رمزنگار در آن پياده مي¬شود. رويكرد جديد معماري نويني از سيستم رمزنگاراستاندارد (AES) مي¬باشد كه از بلوك¬هاي موازي مكمل (CPB) استفاده مي¬كند تا اطلاعات مكملي را با ترتيب تصادفي روي مسير-هاي مصرف توان انتشار دهد و بدين ترتيب اطلاعات نشت پيدا كرده به شكل تغييرات مصرف توان را غير قابل رديابي نمايد. در اين روش بلوك¬هاي مكمل AES بايد طراحي شوند، در مرحله بعد روند اجرا به شكل تصادفي بلوك معمولي يا مكمل را گزينش نموده و اجرا مي¬كند. اين گزينش تصادفي به علت وابسته بودن به كليد رمزنگار غير¬قابل پيش¬بيني مي¬باشد. ايده¬هاي مطرح شده در اين تحقيق بوسيله شبيه¬سازي مورد بررسي قرار گرفته¬اند و نمودارهاي مصرف توان در هر دو حالت AES معمولي و مقاوم شده به خوبي نشان مي¬دهند كه در سيستم رمزنگار پيشنهادي سيگنال¬هاي نشت اطلاعات از نمودار حذف شده¬اند. همچنين يك پياده¬سازي نمونه به شكل درايو USB نيز اجرا شده¬است. اين تحقيق بر روي حملات DPA كه بر عليه سيستم¬هاي رمزنگاري AES انجام مي¬شوند متمركز است اما روش ارائه شده مي¬تواند براي رنج وسيعي از سيستم¬ها و انواع مختلفي از حملات كه بر اساس مصرف توان ترتيب داده مي¬شوند مورد استفاده قرار گيرد. اين رويكرد در سطح بلوكي پياده¬سازي شده¬است كه در مقايسه با سطوح گيت و ترانزيستور كاربردي¬تر و مقرون بصرفه¬تر مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: سيستم رمزنگار پيشرفته (AES)، تحليل تفاضلي توان (DPA)، تحليل كانال جانبي (SCA)، رمزنگاري، رمزكننده بلوكي.

189755

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر ستار ميرزا كوچكي