[发明专利]针对具有掩码组合电路的加密设备的安全分析方法及系统

说明书

本发明提供针对具有掩码组合电路的加密设备的安全分析方法及系统，通过计算翻转计数模型与加密设备实测功耗曲线之间的互相关分析结果，确定优化翻转计数模型，最后利用优化后的翻转计数模型测试加密设备的安全性能，消除了仿真所得的反向注解信息与实际电路中的真实延迟因产生的差异造成的影响，提高了仿真的精度，进而提高了翻转计数模型应用于加密设备的安全分析的有效性。同时该优化方案仅需结合实测功耗曲线，对标准延时格式文件中的延时信息进行修正，即可达到模型优化的目的，方法简易且高效。

技术领域

本申请涉及加密设备的安全分析领域，更具体的，涉及一种针对具有掩码组合电路的加密设备的安全分析方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

侧信道分析是密码分析领域中一种极有威胁的分析方法之一，而掩码是一种算法层面的抗侧信道防护方案，通过将中间值随机化的方法，阻断物理功耗与实际密码算法中中间值的相关性。然而，即使一个掩码方案是可证明安全的，依旧会在实现过程中产生安全性缺陷。

现有的针对掩码组合电路的分析方法主要分为两类，第一类方法分析电路中产生的毛刺来获取泄露信息，毛刺是组合电路中出现的非功能性跳变。在多数硬件电路中，毛刺是动态功耗的重要组成部分之一，并且在掩码电路中出现的毛刺会导致掩码电路的安全性受到严重的威胁。第二类方法构建整个组合电路的泄露模型来实施攻击。

翻转计数模型是一种非常有效的泄漏模型，使用翻转计数模型不仅能显著提高原始相关性功耗分析的效率，并且相对于汉明重、汉明距模型来说，翻转计数模型可成功攻击使用掩码防护方案的密码算法设计。构建翻转计数模型需要电路的原始Verilog设计或是电路的网表信息，此外，若能够获取到电路中的反向注解信息(标准延迟格式文件中的仿真延迟数据)则有助于提高TC模型的有效性。然而由于仿真所得的反向注解信息与实际电路中的真实延迟会产生差异，因此仿真的精度较低，严重影响翻转计数模型的有效性。

发明内容

为了解决目前由于仿真所得的反向注解信息与实际电路中的真实延迟会产生差异导致的仿真的精度较低，严重影响翻转计数模型的有效性的问题，本发明提供一种针对具有掩码组合电路的加密设备的安全分析方法、系统、电子设备及存储介质。通过基于翻转计数模型与加密设备实测功耗曲线之间的互相关分析结果，确定优化翻转计数模型，最后利用优化后的翻转计数模型测试加密设备的安全性能，消除了仿真所得的反向注解信息与实际电路中的真实延迟因产生的差异造成的影响，提高了仿真的精度，进而提高了翻转计数模型应用于加密设备的安全分析的有效性。

本发明第一方面实施例提供一种针对具有掩码组合电路的加密设备的安全分析方法，包括：

基于初始仿真数据构建翻转计数模型；其中所述初始仿真数据通过对仿真网表数据和仿真延迟数据进行仿真获得，所述仿真网表数据和仿真延迟数据基于所述具有掩码组合电路的硬件设计源码生成；

迭代计算翻转计数模型和加密设备实测功耗曲线之间的互相关分析结果，基于互相关分析结果对仿真延迟数据进行修正，用修正后的仿真延迟数据替换所述初始仿真数据，直至仿真延迟数据不满足修正条件；

利用迭代计算得到的最终的翻转计数模型测试所述加密设备的安全性能。在某些实施例中，所述方法进一步包括：

将所述电路的硬件设计源码转换为仿真网表数据，所述仿真网表数据包含所述电路的电路信息；

在所述仿真网表数据中加入时序信息，进而生成所述初始仿真延迟数据。

在某些实施例中，

所述基于初始仿真数据构建翻转计数模型，包括：

通过统计所述初始仿真数据中不同输入参数对应的电路运行时的信号翻转数量，确定所述电路的输入参数与信号翻转数量之间的对应关系；

基于所述对应关系构建所述翻转计数模型。