[发明专利]一种基于随机延时的面向DES算法的抗功耗攻击方法

摘要

本发明公开了一种基于随机延时的面向DES算法的抗功耗攻击方法，在DES算法中添加随机数发生器和随机延时模块，在寄存器与轮操作模块之间提供多条不同延时的路径，并通过随机数发生器产生的随机数来随机选择一条路径，使得轮操作模块产生功耗的时间点在一个时钟周期中趋于随机化。本发明有效降低了DES算法中基于汉明重量的假设功耗和实际功耗轨迹的相关性，可以有效抵抗基于汉明重量模型的功耗攻击。

主权项

1.一种基于随机延时的面向DES算法的抗功耗攻击方法，其特征在于：在DES算法中添加随机数发生器(1)和随机延时模块(2)；DES算法的初始阶段中，明文进行初始置换操作，初始置换操作输出的M位中间数据的左半部分和右半部分分别作为独立的左半部分位数据L₀和右半部分位数据R₀，左半部分位数据L₀和右半部分位数据R₀分别存入左寄存器(31)和右寄存器(32)中，在第1轮轮操作中，将右寄存器(32)输出的右半部分位数据R₀进行扩展后再与第1轮密钥进行第一次异或操作，第一次异或操作结果送入随机延时模块(2)，随机数发生器(1)产生第1轮随机数并送入随机延时模块(2)，随机延时模块(2)根据第1轮随机数确定第1轮延迟时间并按照第1轮延迟时间对第一次异或操作结果进行延迟，延迟后的第一次异或操作结果依次经过字节替换和置换操作，再与左寄存器(31)输出的左半部分位数据L₀进行第二次异或操作，第二次异或操作结果作为第1轮轮操作的右中间值R₁并送入右寄存器(32)中，右半部分位数据R₀作为第1轮轮操作的左中间值L₁并送入左寄存器(31)中；第i轮轮操作中得到的第i轮左中间值L_i送入左寄存器(31)中，第i轮右中间值R_i送入右寄存器(32)中，1≤i＜N，N为DES算法轮操作的总次数；第i+1轮轮操作中，将右寄存器(32)输出的第i轮右中间值R_i进行扩展后再与第i+1轮密钥进行第一次异或操作，第一次异或操作结果送入随机延时模块(2)，随机数发生器(1)产生第i+1轮随机数并送入随机延时模块(2)，随机延时模块(2)根据第i+1轮随机数确定第i+1轮延迟时间并按照第i+1轮延迟时间对第一次异或操作结果进行延迟，延迟后的第一次异或操作结果依次经过字节替换和置换操作，再与左寄存器(31)输出的第i轮左中间值L_i进行第二次异或操作，第二次异或操作结果作为第i+1轮轮操作的右中间值R_i+1并存入右寄存器(32)中，第i轮右中间值R_i作为第i+1轮轮操作的左中间值L_i+1并存入左寄存器(31)中；第N轮轮操作得到的第N轮左中间值L_N和第N轮右中间值R_N合成M位数据并进行逆初始置换后得到密文。