智能卡功耗分析平台设计与实现

摘要

功耗分析是一种有效的密码芯片侧信道攻击方法,攻击者不需要清楚芯片的内部信息,仅通过监测芯片的功耗曲线就可以分析出卡片内的密钥,对智能卡的安全构成极大威胁。为了测试智能卡的安全性,搭建了TH-PAP-01平台。该平台由PC机、示波器、读卡器、转接卡以及相应的平台控制程序和功耗数据分析软件组成,平台能够与读卡器通信并采集智能卡的功耗信息,在200M Sa/s采样率下每小时可采集2 400条功耗曲线。对采集功耗信号的转接卡做了优化设计,将攻破一款三重数据加密算法(triple data encryption standard,TDES)智能卡芯片需要的功耗曲线条数从80 000条降低到40 000条,系统的信噪比提高为原来的约3.8倍。对另一款TDES智能卡在12 000条功耗曲线时就实现了128位密钥信息的提取。TH-PAP-01功耗分析平台可以满足智能卡安全性分析要求,通过适当的扩展,该平台还可以实现对智能卡的电磁分析功能。