高安全高性能RSA协处理器的设计与实现

作     者：臧仕平 许可敬 胡毅 杜鹏程 高鹰 ZANG Shiping;XU Kejing;HU Yi;DU Pengcheng;GAO Ying

作者机构：北京智芯微电子科技有限公司北京102200 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFB0407502) 

出 版 物：《微电子学》 (Microelectronics)

年 卷 期：2022年第52卷第4期

页      码：675-680页

摘      要：为保证智能电网中的数据安全,防止电力通信过程中的数据被篡改,安全芯片的应用必不可少,而RSA算法是安全芯片中应用最广泛的公钥算法之一。RSA算法复杂度高,硬件实现功耗较大,在设计的过程中常常无法完全兼顾性能、功耗、安全性等各个方面。文章设计了一种高性能、能抵抗常见侧信道攻击及EMA电磁攻击的高安全RSA协处理器。提出的随机存储模幂算法真伪运算结果的防护策略,增强了协处理器抵抗侧信道攻击、差分功耗攻击以及EMA电磁攻击的能力。通过两个层级的算法优化来提升协处理器性能,并通过结合CIOS平方算法和Karatsuba算法的改进的Montgomery模乘算法,使得1024位带防护的RSA算法在UMC 55 nm工艺下的面积为4.8万门@30 MHz,功耗为4.62 mW@30 MHz,FPGA开发板上进行API测试的性能为709.3 kbit/s。

主 题 词：模幂 公钥算法 蒙哥马利算法 功耗 电磁攻击 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.13911/j.cnki.1004-3365.210393

馆 藏 号：203114439...