PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究

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PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究

孙春辉, 李晖, 杨旸, 朱辉

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孙春辉, 李晖, 杨旸, 朱辉. PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

引用本文:

孙春辉, 李晖, 杨旸, 朱辉. PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

SUN Chun-hui1, LI Hui, YANG Yang, ZHU Hui. Research on Different Electromagnetic Attack on PRESENT Algorithm[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

Citation:

SUN Chun-hui1, LI Hui, YANG Yang, ZHU Hui. Research on Different Electromagnetic Attack on PRESENT Algorithm[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

孙春辉¹,
李晖¹,
杨旸¹,
朱辉^1,2

1.
西安电子科技大学计算机网络与信息安全教育部重点实验室西安 710071;
2.
电子科技大学网络与数据安全四川省重点实验室成都 611731

基金项目:

国家自然科学基金(61102056,61003300);中央高校基本科研业务费(K50510010030,K50510010012);陕西省自然科学基础研究计划(2011JQ8042)

作者简介:
孙春辉(1978-)，男，博士生，主要从事密码应用与信息安全等方面的研究.

中图分类号: TN918

Research on Different Electromagnetic Attack on PRESENT Algorithm

1.
Key Laboratory of Computer Network & Information Security Ministry of Education,Xidian University Xi'an 710071;
2.
Network and Data Security Key Laboratory of Sichuan Province,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731

摘要: 利用改进的电磁攻击方式，在搭建的物理平台上通过电磁线圈探寻密码芯片表面的最佳探测区域进行差分电磁攻击，并同时对S盒和异或输出部分产生的电磁功耗进行差分分析。两部分的分析结果可互相印证或补充，从而高效地恢复出80 bit密钥中的64 bit。攻击者只需再对剩下的16 bit进行穷举攻击，即可完全破译PRESENT算法的80 bit密钥。在分析过程中，从均值差的峰值位置还可以判断出密码芯片对内部子密钥运作处理的顺序。此外，针对PRESENT原文算法描述中的一个小问题，给予了纠正。
- 数据安全 /
- 差分电磁攻击 /
- PRESENT /
- 边信道
Abstract: In this paper, the PRESENT algorithm is analyzed by the improved electromagnetic attack. The sensitive areas are found through magnetic coil over cipher chip on physical experiment platform. Differential electromagnetic analysis is implemented on the output of S-box and that of XOR. The results of analysis are mutually supported and complemented. In this way, 64 bits of the 80 bit original key can be recovered efficiently. The other 16 bits can be recovered through exhaustive attack and then the 80-bit original key could be recovered. In the analysis process, the peak value of the difference between mean values leaks the information of sub-key operating order in cipher chip. Furthermore, a flaw in the original PRESENT algorithm description is pointed out and corrected.
- data security /
- different electromagnetic attack /
- PRESENT /
- side-channel

[1]	杜俊逸, 肖磊, 周志恒. 基于部分空间耦合扰乱编码的数据链信息安全技术 . 电子科技大学学报, 2021, 50(3): 332-338. doi: 10.12178/1001-0548.2020444
[2]	张双狮, 雷朝军, 刘迎辉, 牛新建, 魏彦玉. 瞬态电磁场三维时域有限差分模拟研究 . 电子科技大学学报, 2019, 48(1): 13-21. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.01.003
[3]	陈伟建, 赵思宇, 邹瑞杰, 张晓宁. PRESENT密码的差分故障攻击 . 电子科技大学学报, 2019, 48(6): 865-869. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2019.06.010
[4]	易海博. 一种侧信道攻击Rainbow签名的算法 . 电子科技大学学报, 2018, 47(6): 895-900. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.06.015
[5]	王永娟, 张诗怡, 王涛, 高杨. 对MIBS分组密码的差分故障攻击 . 电子科技大学学报, 2018, 47(4): 601-605. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.04.020
[6]	马东, 师奕兵, 张伟, 柳国振. 基于钻柱声波信道的随钻数据V-OFDM传输方法研究 . 电子科技大学学报, 2017, 46(1): 46-54. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.01.008
[7]	郭畅, 沈晴霓, 吴中海. 防止数据泄露的云存储数据分布优化模型 . 电子科技大学学报, 2016, 45(1): 118-122. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.01.020
[8]	吴亚东, 蒋宏宇, 赵思蕊, 李波. 网络安全数据3D可视化方法 . 电子科技大学学报, 2015, 44(4): 594-598. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.020
[9]	陈大江, 秦臻, 秦志光, 王瑞锦. 基于虚拟信道的快速密钥生成协议的安全性分析 . 电子科技大学学报, 2015, 44(1): 112-116. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.019
[10]	任飞, 刘贤洪, 秦志光. 智能电视安全存储数据访问方法 . 电子科技大学学报, 2014, 43(1): 144-148. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.01.024
[11]	钟婷, 耿纪昭, 熊虎, 秦志光. 云存储中基于SBT的数据完整性验证机制 . 电子科技大学学报, 2014, 43(6): 929-933. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.06.023
[12]	董晓丽, 胡予濮, 陈杰. 不可能差分攻击AES中的新密钥筛选算法 . 电子科技大学学报, 2011, 40(3): 396-400. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.014
[13]	张应辉, 马华, 王保仓. Schnorr签名中的阈下信道及其封闭方法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 826-830. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.005
[14]	童彬, 秦志光, 贾伟峰, 宋健伟. 采用数据挖掘的拒绝服务攻击防御模型 . 电子科技大学学报, 2008, 37(4): 586-589.
[15]	陈智, 李少谦, 董彬虹, 程郁凡. 瑞利衰落信道下差分跳频同步多用户性能 . 电子科技大学学报, 2008, 37(2): 206-209.
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[17]	李炯, 罗光春, 董仕. OptorSim在安全数据网格复制策略中的应用 . 电子科技大学学报, 2007, 36(6): 1350-1353.
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[19]	齐红星, 陈树德, 乔登江, 庞小峰. 电磁场时域解的差分-谱混合方法 . 电子科技大学学报, 2004, 33(4): 349-352.
[20]	尹忠科, 杨绍国, 顾德仁. 分形快速高效图像数据压缩 . 电子科技大学学报, 1997, 26(2): 113-116.

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PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

1. 西安电子科技大学计算机网络与信息安全教育部重点实验室西安 710071;

2. 电子科技大学网络与数据安全四川省重点实验室成都 611731

基金项目:

国家自然科学基金(61102056,61003300);中央高校基本科研业务费(K50510010030,K50510010012);陕西省自然科学基础研究计划(2011JQ8042)

作者简介:
孙春辉(1978-)，男，博士生，主要从事密码应用与信息安全等方面的研究.

收稿日期: 2011-09-14
修回日期: 2011-12-01
刊出日期: 2013-06-15

中图分类号: TN918

关键词:

摘要: 利用改进的电磁攻击方式，在搭建的物理平台上通过电磁线圈探寻密码芯片表面的最佳探测区域进行差分电磁攻击，并同时对S盒和异或输出部分产生的电磁功耗进行差分分析。两部分的分析结果可互相印证或补充，从而高效地恢复出80 bit密钥中的64 bit。攻击者只需再对剩下的16 bit进行穷举攻击，即可完全破译PRESENT算法的80 bit密钥。在分析过程中，从均值差的峰值位置还可以判断出密码芯片对内部子密钥运作处理的顺序。此外，针对PRESENT原文算法描述中的一个小问题，给予了纠正。

English Abstract

孙春辉, 李晖, 杨旸, 朱辉. PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

引用本文:

孙春辉, 李晖, 杨旸, 朱辉. PRESENT密码算法的差分电磁攻击研究[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

SUN Chun-hui1, LI Hui, YANG Yang, ZHU Hui. Research on Different Electromagnetic Attack on PRESENT Algorithm[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

Citation:

SUN Chun-hui1, LI Hui, YANG Yang, ZHU Hui. Research on Different Electromagnetic Attack on PRESENT Algorithm[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(3): 344-349. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.005

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