Bezpieczeństwo układów kryptograficznych w ostatnich latach zostało poważnie zagrożone poprzez metody zaliczane do kategorii ataków typu Side-channel (SCA). Techniki "łamania" sprzętu okazały się być dużo bardziej skuteczne (szybsze i tańsze) w porównaniu do technik klasycznej kryptoanalizy. W obronie przed SCA powstał szereg implementacji zabezpieczających układy przed ulotem informacji (poprzez prąd zasilania czy promieniowanie elektromagnetyczne), a między nimi także Różnicowa Technika Prądowa (RTP). W niniejszym artykule przedstawiono i publikowano po raz pierwszy, układy temarnego dodawania i mnożenia - wykonane w oparciu o bramki RTP. Właściwości arytmetyki różnicowo-prądowej pozwalają zrealizować każdą z tych operacji przy użyciu zaledwie dwóch bramek RTP, co czyni te układy konkurencyjnymi w stosunku do analogicznych realizacji wykorzystujących tradycyjne bramki CMOS.
EN
In recent years, the security of cryptographic circuits was threatened by the methods called Side-channel Attacks (SCA). "Breaking" circuits appeared to be much more efficient (faster and cheaper) in comparison to the classical cryptanalysis. In the opposite part of research, countermeasures against leaking data from the circuits were invented (against side channels like power current or electromagnetic emanation) and in between also the Differential Current Mode Technology (DCMT). In this article were presented. and published for the first time, circuits for ternary addition and multiplication - based on DCMT gates. Features of differential and current arithmetic allow to performe each of these functions by using only two DCMT gates. This accomplishment makes the DCMT circuits competitive in comparison to circuits based on traditional CMOS gates.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Proponowane w artykule rozwiązanie wpisuje się w poszukiwania technologii realizacji układów (MOS IC), która zapewni odpowiednio wysoki poziom bezpieczeństwa w kontekście ataków z kanałem pobocznym (Side Channel Attacks, SCA) spełniając jednocześnie krytyczne wymagania co do poboru mocy, szybkości działania i powierzchni układu. Proponowana technika, w odróżnieniu od znacznej większości aktualnie stosowanych metod prewencji, nie polega na ukrywaniu, maskowaniu czy tłumieniu informacji, lecz minimalizuje główne źródła „wycieków”. Przewodnim celem jest redukcja wszelkich zmian prądu zasilania oraz pola elekromagnetycznego związanych z przetwarzanymi danymi – zarówno globalnie (w ramach całego układu) jak i lokalnie (w kontekście pojedynczej bramki oraz połączeń pomiędzy bramkami). Proponowane rozwiązanie jest podejściem alternatywnym w stosunku do dotychczas publikowanych (w ramach Różnicowej Technologii Prądowej, RTP), a jego głównymi zaletami są: separacja prądowa obwodów wejściowego i wyjściowego bramki oraz krótsze czasy propagacji bramek. Inne własności RTP (szczególnie sumowanie prądów w węzłach oraz naturalna trójwartościowość), oprócz ochrony przed atakami typu SCA, z jednej strony pozwalają na zmniejszenie liczby bramek potrzebnych do obliczeń, z drugiej strony wychodzą naprzeciw specyficznym potrzebom implementacji kryptograficznych (jak Tate/Weil Pairing i obliczenia w ciałach charakterystyki 3).
EN
The paper introduces the Differential Current Mode Technology (DCMT) – a technique of providing high security level for cryptographic devices. As distinct from the most Side Channel Attacks (SCA) preventing methods, the DCMT does not rely on concealing, masking or muffling, but minimizes the sources of the leakage. Digital circuits based on DCMT operate with constant and continuous supply current as well as symmetrical and differential current-mode inner connections – all with the aim of keeping electromagnetic emanation and power supply disturbances as low as possible. The DCMT gate presented in the paper (as distinct from previous DCMT solutions) assure separation between input and output current circuits as well as shorter propagation time. The other advantages of the DCMT (as algebraic sum of currents and truth ternary logic) allows to decrease numbers of logic gates as well as provide tools for low level cryptographic implementations (Tate/Weil Pairing and characteristic 3 computations).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.