对金融IC卡系统的功耗攻击及对策

论文摘要

经过多年的发展,金融IC卡已经形成了比较成熟的密码体系,分别是基于对称密钥体系的电子钱包和基于公钥算法的金融借贷记IC卡。这样的密钥体系都是在标准的密钥体系下发展起来的,因此对一般的数学算法攻击有着较好的防御能力,可以保证金融IC卡系统的相对安全。但是最近几年出现了不同于传统密码分析学的新型攻击,这类攻击基于执行特性,被称为旁路攻击。这些攻击方法能够成功攻击智能卡及其他密码载体,研究抵抗旁路攻击的措施就变得极为重要。本次毕业设计针对金融IC卡的功耗攻击,研究抵御这种旁路攻击的对策。本文首先给出了对称以及非对称算法的密码学背景,接着对现有金融IC卡的安全体系标准、协议及功耗攻击进行了介绍,然后介绍了抵抗功耗攻击的方法,主要是介绍一种低成本解决方案:旁路原子化,并对旁路算子的自动构造方法进行了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 基本研究思路与方法
• 1.4 本文结构
• 第2章 背景知识
• 2.1 对称加密技术简介
• 2.1.1 DES 加密算法（Data Encryption Standard ）
• 2.1.2 AES
• 2.1.3 IDEA 加密算法
• 2.1.4 总结
• 2.2 公钥密码学背景知识
• 2.2.1 公钥密码学
• 2.2.2 建立在数学难题基础上的公钥密码学
• 2.3 对称加密技术与非对称加密技术的区别
• 2.4 本章小结
• 第3章 金融IC卡密钥系统现状介绍
• 3.1 基于对称算法的金融电子钱包IC卡安全体系建设
• 3.1.1 人民银行三级密钥管理体系
• 3.1.2 密钥管理中心与密钥的传递
• 3.1.3 密钥多版本多索引体系
• 3.1.4 各级密钥管理中心职能及配置
• 3.2 基于非对称算法的金融借贷记IC卡安全体系建设
• 3.2.1 密钥和证书
• 3.2.2 静态数据认证（SDA）
• 3.2.3 动态数据认证（DDA）
• 3.3 本章小结
• 第4章 功耗攻击概述及其对现有金融IC卡安全系统的危害
• 4.1 旁路攻击概述
• 4.2 功耗攻击
• 4.2.1 简单功耗分析
• 4.2.2 差分功耗分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 对功耗攻击的防护与旁路算子及自动构造
• 5.1 针对功耗分析的防护技术
• 5.1.1 功耗平衡技术
• 5.1.2 降低旁路信号大小
• 5.1.3 引入噪声
• 5.1.4 屏蔽技术
• 5.1.5 封装技术
• 5.1.6 针对密码硬件特定密码算法的防护
• 5.2 旁路算子概述
• 5.2.1 算子模块
• 5.2.2 通用算子理论
• 5.2.3 前提假设
• 5.3 旁路算子在椭圆曲线密码算法上的具体应用
• 5.3.1 素域上的椭圆曲线
• 5.3.2 构造算子模块
• 5.3.3 旁路原子化算法
• 5.3.4 对算法的更正
• 5.4 旁路算子的自动构造
• 5.4.1 问题定义
• 5.4.2 最优化算法
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 论文的内容
• 6.2 论文的创新点
• 参考文献
• 缩略语列表
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文