RFID标签芯片安全：基于Threshold的Piccolo密码算法实现

"一种适用于RFID标签的安全化密码算法实现，结合了threshold技术和Piccolo密码算法，抵抗差分功耗分析（DPA）攻击，提出了适用于RFID标签芯片的（3,3）分享的S盒及逆操作的实现方法，通过锁存器解决毛刺威胁，实现了低资源消耗和低功耗，适合低成本RFID标签芯片的安全需求。" 本文主要探讨了针对射频识别（RFID）标签数据安全的问题，提出了一个安全化的密码算法实现方案。近年来，RFID标签被广泛应用，但由于其资源限制和安全性需求，设计出能够抵御攻击的密码算法成为了一个挑战。其中，差分功耗分析（DPA）是一种常见的针对密码系统进行侧信道攻击的方法，它通过分析设备在执行特定操作时的功耗差异来推断出密钥信息。 为了解决这一问题，研究者将threshold技术与Piccolo密码算法进行了融合。Piccolo是一种轻量级的密码算法，适合在资源受限的环境中使用。Threshold技术则是一种用于防止侧信道攻击的策略，通过将秘密信息分散到多个共享中，使得攻击者即使获取部分共享也无法恢复原始信息。 该研究提出了基于布尔式重组和改进型穷举搜索的面积最优S盒（S-box）及其逆的(3,3)分享实现。S-box是密码算法中的核心组件，用于非线性变换，提高密码的安全性。通过这种方式，他们能够在保持高效的同时，有效抵抗DPA攻击。 此外，针对S-box及其逆操作中可能出现的毛刺威胁，研究者引入了锁存器解决方案。毛刺是指在电路中短暂出现的不期望的信号，可能会影响系统的正确运行。锁存器可以稳定输出，避免这种干扰。 实验结果显示，该方案在Chartered 0.18微米工艺和100kHz的RFID运行频率下，资源消耗仅为2155个等效门，平均电流约为2.60微安。这样的低资源和低功耗特性使其非常适合应用于低成本的RFID标签芯片。同时，基于FPGA的DPA攻击安全性分析进一步证实了该方案的安全性。 这项工作提供了一种适用于RFID标签的高效、安全的密码算法实现，兼顾了性能和资源效率，为RFID系统的安全性提供了有力保障。关键词包括RFID标签芯片、安全、Piccolo、差分功耗分析和threshold技术，展示了在资源受限环境下的密码学研究和实践。