基于AES的功耗均衡芯片设计与实现

发布时间：2024-05-12 23:47

　　随着互联网的高速发展,整个社会的信息化程度越来越高,信息安全越来越受到人们的重视。密码芯片作为信息安全的保护伞之一目前广泛应用于国防、商业、金融等领域。但旁路攻击技术的出现对密码芯片产生了严重威胁,这其中又以功耗攻击效果最为显著。面对日益严重的安全问题,芯片的安全防护成为重点。双轨预充电逻辑因其功耗均衡性成为一种高效的抗功耗攻击技术。本文就是在LBDL(LUT Based Differential Logic)这一双轨预充电逻辑的基础上,设计了一款面向AES(Advanced Encryption Standard)算法的功耗均衡性测试芯片,用以验证功耗均衡性逻辑的实用性,具有较高的实用价值和科研价值。本文做了如下几个方面的工作:针对双轨预充电逻辑布线所面临的问题,提出了一种基于电源孔阻塞的双轨平行布线方法。该方法在电源网络规划完成后,对电源网络的中的通孔进行相应处理,随后对各层金属设置基于track的奇偶间隔的布线阻塞层,进行时钟树综合和布线。拆分单端信号线变为双轨信号线,得到具有对称性的双轨信号布线版图。针对AES功耗均衡逻辑的输入输出端口过多和芯片功耗采集时对不同数据输入的需求,...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2静态互补CMOS逻辑反相器结构

来获取密钥的技术。攻击者只需要在设量电阻两端的电压变化来获取功耗[37]。术已经成为旁路攻击方面研究最为广泛击可以分成以下三种类型：简单功耗攻耗攻击HODPA。提条件是加密电路的功耗与密钥或者中关性来源于现代集成电路中广泛采用的电路在运算时产生的功耗与数据存在紧OS电路工作时....

图2.3双轨逻辑单元

国防科技大学研究生院硕士学位论文何种输入数据都会保持一个恒定的翻转概率。因此，对于双轨预充电结构而言，只要它的输出负载不变，其产生的功耗就会呈现为均衡不变的特性。从而实现抗功耗攻击的作用。最具代表性的功耗均衡逻辑有由Kris等人提出的SABL（SenseAmplifier....

图2.4两输入LBDLAND2单元的结构示意图

国防科技大学研究生院硕士学位论文图2.4表示一个基于查找表的LBDL与门单元的电路。为了保持功耗均衡性，一个LBDL单元由两个互补的LUT单元构成[34]。比如一个LBDL的与门就由LUT与门单元和LUT与非门单元构成。从逻辑功能上来看LUT可以看做是一个多路选择....

图4.2TAP控制器状态转换图

国防科技大学研究生院硕士学位论文存储器输入的扫描链；产生伪随机序列和从存储器读取数据的随机数测试扫描模块输出观察扫描链；器封装模块的设计。将详细介绍以上七个模块的设计。AP控制器的设计制器的设计包括状态转换、特殊时钟产生和特殊信号产生制器状态转换：制器使用TCK、TDI和....

本文编号：3972065