姚茂群 李聪辉

(杭州师范大学信息科学与工程学院 杭州 311121)

1 引言

功耗分析攻击是当前众多旁路攻击中一种有效且易于操作的攻击方法，其通过获取电子元器件在运行时所产生的功耗，并利用该功耗与元器件中所运行密码算法的某些运算结果之间的相关性来进行分析，进而获得有价值的秘密信息[1–5]。而这一相关性是由当前流行的数字集成电路逻辑–CMOS逻辑单元所决定的，这种逻辑单元的功耗与其输入输出信号的翻转状态(“0→1”或“1→0”)有密切联系，并且这两种信号翻转时的电流所对应产生的电路功耗是不同的。而当CMOS逻辑单元在连续的两个时钟周期都没有发生信号的翻转时，由于没有产生动态电流，因此在这连续的时钟周期里电路所产生的功耗较少，与有信号翻转时的电路功耗有明显的差异。因此，这种差异性就给攻击者通过分析功耗来获得秘密信息提供了理论依据[6–11]。

近年来，研究者逐渐重视对电路级抗旁路攻击的研究，其中对功耗恒定性电路的研究是一个比较热门的方向。在这之中就有学者提出了一种可以让电路的功耗曲线不随信号取值变化而变化的双轨预充电逻辑结构(Dual Rail Precharge, DRP)，其中最具代表性的是Tiri 等人[12]提出的 SABL(Sense Amplifier Based Logic)电路和WDDL(Wave Dynamic Differential Logic)电路[13]。因此也有众多学者基于这些逻辑电路做了相关的研究[14–17]，但是由于SABL, WDDL这些逻辑单元存在CMOS逻辑中固有的提前传播效应[18]，且电路中某一时刻的整体功耗是各个单元电路在这个时刻的叠加，因此跳变时间的不同就会造成整体功耗的差异。……