殷 守 军

(北京联合大学 工科综合实验教学示范中心，北京 100101)

0 引 言

功耗攻击给密码芯片的安全带来了极大的威胁，但由于密码芯片自身资源限制，造成其在采取防御功耗攻击措施后，将降低密码芯片运算效率，致使产生效率与安全的矛盾，如何解决这一矛盾则成为密码芯片抗功耗攻击研究的热点问题[1-2]。功耗攻击是Paul Kocher在1998年首先提出的密码分析方法，主要工作原理是密码芯片运行时，不同操作产生的功耗不同，通过采集这些泄露的功耗信息，并分析功耗之间的差异即可获取相关密钥信息。而且功耗分析具有易于实现、成功率高等诸多良好攻击特性，因而相较于传统数学攻击方法而言，功耗分析对密码芯片所带来的安全威胁更严重[3-4]。一般来说，功耗攻击因攻击手段不同主要分为：简单功耗攻击技术(Simple Power Attack, SPA)和差分功耗攻击技术(Differential Power Attack, DPA)。其中，由于密码芯片中的主流算法大都是采用椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptogram, ECC)算法，使得出现了一些列针对ECC的功耗攻击，包括零值寄存器攻击(Zero-value Power Attack, ZPA)与零值点攻击(Refined Power Attack, RPA)[5]。

国内外学者关于密码芯片的抗功耗攻击方面做了大量研究工作[6-7]。Mamiya等[8]给出了一种基于窗口随机化初始点的ECC抗功耗攻击方案(Window-Based Random Initial Point, WBRIP)，基本思想是通过将标量的二进制编码进行窗口化，在一个窗口内实现掩盖所执行的点加运算与倍点运算次数的目的，致使攻击者无法从中间值猜测运算过程中所执行的具体操作及相关步骤，尽管WBRIP可以抵抗多种功耗攻击，但是其运算效率需进一步提高。……