應用於立體視訊之智慧型通訊系統研究-子計畫二：具抵抗能量攻擊之超越Gb/s加解密關鍵技術( I )

Abstract

無線通訊技術為我們生活帶來許多便利，但無可避免的是，倘若沒有足夠安全的加解密系統（cryptographic system）來確保資料的機密性與完整性，會讓第三者很輕易地在此公開環境截取、竊聽、甚至偽造所傳輸資料，增加許多不必要的困擾。近年來，利用非對稱式加解密系統（如RSA、ECC等）的簡單能量分析（Simple Power Analysis，簡稱SPA）或是對稱式加解密系統（如AES）的差動能量分析（Differential Power Analysis，簡稱DPA）所衍生的能量攻擊法，已被證實是針對密碼晶片非常有效率的攻擊方法；以目前所規劃的視訊通訊情境為例，支援HD1080p w/ 60fps影像規格的傳輸速率至少需要4.4Gb/s，在如此高速的傳輸環境中，僅僅0.3ms的資料量就足以讓攻擊者破解系統的加密金鑰。基於高速與大量的加解密需求，我們提出了可支援運算速率至Gb/s並可支援三種不同金鑰長度的的AES核心體架構，並實現其晶片設計。除此之外，在此次報告中也提出對於通訊協定中執行金鑰的交換所使用到的非對稱式加解密系統的研究，包括橢圓曲線、RSA、和雙線性配對運算，並且更進一步的研發低功耗低成本RSA加解密模組設計與高效能之乘法加速器。另外，我們也建立了前述能量攻擊法之實驗平台，供日後測量及研發抵抗方法之用。簡言之，在此次期中進度報告中我們將分三個部分歸納我們的成果：1) 高速AES核心之架構及實作成果，2)低成本、低功耗之RSA與橢圓曲線加密之研究，3)能量攻擊法之平台建立成果。本計畫執行迄今已累計發表1篇期刊論文與3篇國際會議論文，在此一併註記。