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智能卡的边频攻击及安全防范

时间:2016-10-07  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

  DPA使得加密算法的内部处理过程可以被研究,这一危险性对智能卡安全提出了更高的要求。加密算法必须使用足够长度的全密钥,以保证探索密钥的过程因过于耗时而不可行。一个完整的算法通常在加密过程中分解成许多小步骤以使处理器可以实现。这些小步骤往往不使用全密钥而是用其中的一部分。DPA可以获取这些小步骤的输出并探索出这些较短的密钥值,因此,从理论上说,所有加密算法都可用DPA破解。虽然这种攻击方法的开发十分复杂,然而其应用却十分简单且只需很小的投资,所需的设备仅限于1台PC及中等精度的示波镜,因此解决DPA问题成为智能卡制造商最急需面对的问题之一。

  3.2 DPA攻击的安全策略

  应对DPA攻击的安全策略基本分为三个层面:硬件、软件和应用层面。

  (1) 硬件层面的反措施

  ① 采用平衡电路降低信号能量,以及设置金属防护以抑制电磁发射。

  ② 执行并行随机处理来加大幅值噪声水平。例如,内部编程电压产生电路可用作并行噪声发生器。

  ③ 随时处理中断引入的时间噪声和不同的时钟频率。对差分轨迹进行计算机处理的基础是轨迹可排列。在加入轨迹之前处理器的工作步骤应是同步的。时间噪声会防止或至少妨碍轨迹很好地排列。

  硬件反措施的好处在智能卡对于侧路攻击的敏感性比较少地依赖于软件的变化,但其弱点在于只能降低智能卡对于侧路攻击的敏感性而无法完全消除它。事实上,硬件防范措施只是将信号降低到噪声水平从而使攻击变得困难。

  (2) 软件层面的反措施

  ① 采用随机处理顺序来减少相关的信号。例如,算法中的平行置换(诸如DES中的S盒)可依随机的顺序来完成,置换的数目重新排序,则可将一次置换产生的信号分解。

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