基于密钥差异的高效旁路攻击相关性分析新方法

本文档深入探讨了在密码安全领域的一项关键研究——基于密钥差异的改进相关性分析方法。针对标准相关性能量分析（CPA）在旁路攻击中的局限性，如运算时间长和搜索空间过大，研究人员针对功耗泄露信息与数据相关性的关系进行了深入分析。标准相关性分析通常用于通过测量系统在不同输入下的能耗变化来推测密钥，但这种方法效率不高。 为了优化这一过程，作者提出了新的方法，即利用加密密钥与猜测密钥的差异位与其对应的实际能量消耗之间的相关系数特性。这种方法的核心思想是，通过逐位改变密钥的0和1取值，计算相关性，以此找到与实际能量消耗最匹配的密钥。这种方法巧妙地利用了密钥差异位与能量消耗之间存在的反比映射，从而显著减少了密钥搜索的空间。 在实验部分，作者在搭建的AES（高级加密标准）的实验平台上，针对第一轮加密的首字节，分别应用传统的相关性分析方法和改进后的分析方法进行了攻击实验。结果显示出新方法的显著优势，它成功地将密钥搜索空间从原来的2^28降低到了9，这极大地提高了破解效率和安全性。 本文的研究团队由张晓宇、陈开颜、张阳和桂伟龙四位专家组成，他们的研究方向涵盖了密码学和旁路攻击，特别是密钥相关的安全问题。其中，张晓宇负责旁路攻击的研究，而陈开颜和张阳则专注于密码学，桂伟龙的研究方向也与密码学紧密相关。他们的合作展示了跨学科的视角和深度，对于提高密码芯片的安全性具有重要的理论和实践价值。 整个研究得到了国家自然科学基金和河北省自然科学基金的支持，显示了其学术价值和研究背景。本文的关键词包括密码芯片、高级加密标准、相关性能量分析、数据相关性和旁路信号，反映了研究内容的关键领域和焦点。通过阅读这篇论文，读者可以深入了解在实际应用中如何通过精妙的算法设计来对抗复杂的密码学挑战。