抗硬件注入攻击的模算术芯片结构研究

发布时间：2021-06-07 11:47

　　本文研究运算器抵御硬件故障注入攻击的结构,在现有工作基础上研究密码协处理器的关键部件大素数模算术运算器的可检测硬件注入攻击的ASIC结构设计问题,并对相应的结构做了性能优化.大数模算术器件是许多公钥密码算法（如RSA和ECC）的核心部件,也是其中最耗时的部件.一直以来,大数模运算的快速实现和安全性是密码学领域的两大研究热点.其中,大数模运算的快速实现有相当详尽的研究,研究者们开发了大量的技术和算法来加速大数模算术.然而,由于攻击技术的发展,特别是硬件故障注入攻击的发展,使得大数模运算的安全性需要更多的关注.自然发生的故障或者人为注入的故障会使的密码芯片报废或者泄露出敏感信息.针对这一危机,有必要为大数模算术的硬件实现提供保护策略,这也是本文所关注的问题.首先,针对硬件故障注入攻击的威胁,提出了一类可抗硬件注入攻击的安全素域模乘法器,通过检测和报告算术部件中由注入故障引起的错误来抵御硬件故障注入攻击.确切地,每个安全结构都可以分为两个模块,其一为主功能模块,用以计算素域Montgomery模乘法,另一模块称为错误检测模块,用以检测自然发生或者人为注入的故障所引起的错误.其中,主功能模块被... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

并行进位加法器算子

Cr 可以用公式（Gi，Pi)。…o(Go,Po) P?—1)。…o(Gi+i, P^+i)得到.体现在类似图2.11上即为将最左列的进位信号向右引入对应的进位产生算子中.与普通加法器类似的，对应的稀疏结构的模2" - 1加法器见图2.12.-31-

稀疏结构的模28-1并行进位模加法器

【参考文献】：
期刊论文
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[3]二进制方法点乘的椭圆曲线密码故障攻击[J]. 张金中,寇应展,陈财森,田军舰.  计算机工程. 2011(20)
[4]一类SPN结构密码设备的故障注入攻击技术（英文）[J]. 李卷孺,谷大武,张媛媛.  北京交通大学学报. 2010(05)
[5]模2n-2k-1加法器高效VLSI设计与实现[J]. 马上,叶燕龙,胡剑浩.  微电子学与计算机. 2010(10)
[6]新颖的余数系统到二进制系统转换方法[J]. 马上,胡剑浩.  电子科技大学学报. 2010(04)
[7]基于Montgomery模乘的RSA加密处理器[J]. 薛念,潘赟,张宇弘,严晓浪.  计算机工程. 2010(13)
[8]一种有符号余数系统2n缩放方法及VLSI实现[J]. 马上,胡剑浩,叶燕龙,张林,凌翔.  中国科学:信息科学. 2010(06)
[9]以{2n-1,2n,2n+1}为基的余数系统2n高性能缩放[J]. 马上,胡剑浩,叶燕龙.  电子科技大学学报. 2010(02)
[10]基于VHDL的故障注入技术研究[J]. 任向隆,马捷中,曾宪炼.  测控技术. 2009(11)



本文编号：3216516