焦芃源，殷树娟，李翔宇，李 涵

（1.北京信息科技大学理学院，北京100192；2.清华大学微电子学研究所，北京100084）

1 引言

随着信息技术的飞速发展，信息的安全传输与存储问题也备受关注。高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）是美国国家标准技术研究所（NIST）在2001年发布的一种分组加密算法，能够满足现代密码学中对加密算法的计算安全性的要求[1]，目前已广泛应用于信息加密传输与存储。侧信道分析攻击[2]是利用密码设备在进行加密算法运行期间的能量消耗、时间差异、电磁辐射等信息，根据算法中间值与操作之间的相关性进行密钥破译的技术。其中，能量侧信道分析是一种成本较低的攻击技术。未加防护的AES算法在嵌入式处理器中的软件实现已被证明是可以破解的。焦铬等人[3]针对未加防护的AES算法设计了能量相关性分析平台并成功完成了攻击。诸多防御侧信道攻击的对策也随之出现。此类防御对策可分为隐藏对策和掩码对策两类，均以消除密码设备的能量消耗与加密算法运行密钥及敏感操作的相关性为目标[4]。隐藏对策通过对密码设备进行特殊构建，使得密码设备在各个时钟周期的能量消耗随机化或均等化，以此消除相关性。吴镜聪[5]研究了基于隐藏对策的双轨逻辑和混沌触发器电路的AES算法硬件防护方案。掩码对策则通过对算法运行中间值添加随机掩码的方式使得中间值变得随机化，从而消除相关性。苑志刚[6]研究了抵抗功耗攻击的掩码AES算法在硬件上的实现方案，但其硬件防护方案灵活性较低，可移植性受硬件环境制约。……