抗攻击低功耗RSA处理器设计与实现

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中文摘要：RSA是目前应用最广的公钥算法之一,也是金融IC卡指定的算法.近年来已有多篇文章指出无保护的RSA容易受到侧信道攻击.而且由于算法复杂,RSA运算模块往往功耗大.针对双界面金融IC低功耗、高安全性的需求,本文设计了一种高效低功耗,并且可抵抗常见侧信道攻击的RSA处理器.采用基于蒙哥马利阶梯的抗侧信道对策,增强了RSA处理器抵抗简单功耗攻击、差分功耗攻击及常见故障攻击的能力;通过采用结合CIOS算法和Karatsuba算法的改进蒙哥马利模乘算法,使得RSA的蒙哥马利模乘速度提高了25％,同时实现了低功耗;针对智能IC卡资源受限的特点,以32位为步长设计计算单元,因此RSA长度可配置,最高可达2048位.本文采用FP GA开发板上的C*Core Co系统对提出的RSA处理器进行了功能验证.在SMIC0.13微米的工艺下,EDA综合的结果显示1024位带侧信道防护措施的RSA在30MHz时钟下吞吐率为8.3Kbps,面积24K门,功耗为1.15mW。

作者：

REN Yanting、任燕婷、WU Liji、乌力吉、LI Xiangyu、李翔宇、WANG An、王安、ZHANG Xiangmin、张向民

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作者单位：

Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology,Institute of Microelectronics of Tsinghua University,Beijing 100084,China

清华大学微电子学研究所清华大学信息科学与技术国家实验室,北京100084

关键词：

金融集成电路卡 RSA处理器低功耗设计功能验证

主办单位：

中国信息安全测评中心

会议名称：

第七届信息安全漏洞分析与风险评估大会

会议时间：

2014-10-16

会议地点：

长沙

会议母体文献：

第七届信息安全漏洞分析与风险评估大会论文集

页码：

551-561

出版时间：

2014