RSA硬件密码核时间侧信道检测与量化分析：新方法与案例研究

本文主要探讨了RSA密码核时间侧信道的安全威胁及其检测与量化分析。随着信息技术的快速发展，加密算法如RSA在保护个人信息安全方面起着关键作用，然而，由于密码算法依赖于软硬件执行，其运行时间会因代码的不同执行路径而有所差异。攻击者通过观察密码执行的时间差异，可以利用统计分析技术进行时间侧信道攻击，从而窃取敏感信息。 早期的工作，如Kocher的研究，已经展示了RSA时间序列攻击的可能性。Schindler等人进一步研究了中国剩余定理在RSA中的时间侧信道漏洞，甚至在OpenSSL库中发现RSA算法的时间侧信道也存在被攻击的风险。然而，这些研究主要集中在软件实现层面，对于硬件时间侧信道的检测和评估尚存在空白。 针对这一问题，本文提出了一种新的方法，即采用门级信息流追踪技术来检测RSA硬件密码核的时间侧信道信息泄漏。作者设计了一种测试框架，既能对密钥位泄露进行定性评估，又能进行定量分析。通过在五种不同的RSA硬件体系结构上进行案例研究，实验结果表明，该方法有效地揭示了迁移技术对RSA时间侧信道信息泄露的影响，有助于硬件设计人员在保障安全性、硬件资源消耗和性能之间做出权衡。 Sapper语言和Verilog语言的强化型设计也是当前研究方向，前者通过状态机和时分复用技术实现了硬件时间侧信道的无干扰特性，后者则通过类型系统确保时间信息流的安全。本文的工作不仅填补了硬件RSA时间侧信道检测领域的空白，也为相关领域的研究人员提供了实用的工具和理论依据。 这篇论文对于理解RSA密码核时间侧信道的威胁、评估其潜在泄露风险以及开发更安全的硬件设计策略具有重要意义。它不仅提升了密码学的安全防护水平，还推动了计算机工程与应用领域内时间侧信道安全性的深入研究。