[發明專利]一種抗旁路攻擊算法及其芯片

有效

• 申請號: 200610119237.7
• 申請日: 2006-12-07
• 公開（公告）號: CN101196964A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 周玉潔;陳志敏;秦晗;譚詠偉
• 申請（專利權）人: 上海安創信息科技有限公司
• 主分類號: G06F21/00
• 分類號: G06F21/00;H04L9/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

1.一種抗旁路攻擊RSA算法的芯片，其特征在于，包括：

一接口模塊(IFC)，用于完成芯片內外數據的交互，設芯片的輸入、輸出端；

一隨機數模塊(RNG)，用于產生隨機數；

一存儲器模塊(MEM)，分別連接接口模塊和隨機數模塊，用于存儲RSA需要計算的大數、中間和最終結果；

一模冪模塊(EXP)，連接存儲器模塊，用于完成采用MIST算法的模冪運算；

一模約減模塊(RED)，分別連接模約減模塊和存儲器模塊，用于完成普通的模約減算法，計算余數和商；

一控制模塊(CTRL)，分別連接模冪模塊、模約減模塊、存儲器模塊和接口模塊，用于控制整個RSA設計的流程，使得模冪運算和模約減運算并行運行，并通過調用RED實現隨機化的模約減運算。

2.根據權利要求1所述的抗旁路攻擊RSA算法的芯片，其特征在于，所述模冪模塊(EXP)用于完成：Montgomery預計算(CMD_EXP_RR)、Montgomery計算(CMD_EXP_MONT)、模冪(CMD_EXP_EXP)、數據搬移(CMD_EXP_MOV)、乘加(CMD_EXP_MUL_ADD)以及模冪結果處理(CMD_EXP_FINISH)。

3.根據權利要求1所述的抗旁路攻擊RSA算法的芯片，其特征在于，所述模冪模塊(EXP)由兩個子模塊組成：

EXP控制子模塊(ExpCtrl)，負責解析Montgomery預計算、Montgomery計算、模冪、數據搬移、乘加以及模冪結果處理的六個EXP任務命令；

Montgomery模乘運算子模塊(MMM)，用于完成：MUL、SQU、MOV、CMP、INI以及MA各項基本操作。

4.根據權利要求3所述的抗旁路攻擊RSA算法的芯片，其特征在于，所述Montgomery模乘運算子模塊MMM包括MMMCtrl單元和PE處理單元，其中MMMCtrl單元控制對數據的讀取和寫入；PE處理單元用于數據處理。

5.根據權利要求4所述的抗旁路攻擊RSA算法的芯片，其特征在于，所述PE處理單元中使用了一個乘法器α×α，一個加法器α+α，以及一個4-2壓縮器；該改進原理如下：

令X＝(x_1-1，…，x₀)，計算X×X可以用以下算法：

??The?Improved?Square?Algorithm

???Square(X)?{

????result＝0；

????for(i＝0；i＜1；i++){

?????for(j＝0；j＜i；j++)

??????result＝2*x_i*x_j*2^α*(i+j)+result；

?????result＝x_i*x_j*2^α*(i+j)+result；

????}

????Return(result)；

??}

算法第5、6行的j沒有像i那樣從0增加到1-1。

6.一種權利要求1所述的抗旁路攻擊RSA算法的芯片的抗旁路攻擊RSA算法，表示成A^B?mod?N，其特征在于，該運算過程在控制模塊CTRL中的步驟：

1)根據大數N得到H，其用于計算A的Montgomery表示(MontA＝(H＊A)mod?N)；

2)計算A的Montgomery表示，并且計算MIST(模糊)算法和模約減算法RandRed直到RedB等于0；

3)調整第二步得到的結果，并把其從Montgomery表示轉化為普通表示。