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基于能量迹预处理的AES算法相关功耗分析的开题报告
一、题目
基于能量迹预处理的AES算法相关功耗分析
二、研究背景
随着物联网、云计算等技术的普及，芯片安全成为了一个重要的问题。而其中针对密码算法的攻击是目前比较常见的一种攻击方式。在密码算法中，AES算法被广泛应用于加密的过程中，保障了芯片安全。然而，针对AES算法的功耗分析攻击也愈发频繁，为了防止这种攻击，需要进行相关的研究。
传统的AES功耗分析攻击主要利用时域或者频域上的功耗差异来获取密钥信息，这种攻击方式非常耗费时间且需要大量的数据采集。为了解决这种情况，基于能量轨迹的功耗分析攻击成为了新的研究方向。它可以利用芯片上的能量轨迹精确地获得密钥信息。在这种攻击方式的基础上，本文提出一种方法，即基于能量轨迹的预处理方法，以改进对AES算法的攻击效果。
三、研究内容和研究方法
本研究将提出一种基于能量轨迹预处理的AES算法功耗分析方法。主要思路是将多组能量轨迹进行预处理，以降低噪声干扰，增加功耗曲线的信噪比。具体研究内容如下：
1.对采集到的能量轨迹进行处理。通过图像处理算法提取能量轨迹中的信号模式，进一步减少噪声干扰。
2.根据处理过后的能量轨迹数据进行分析。由于处理过后的能量轨迹具有更好的信噪比，因此对AES算法的攻击效果将更加明显。
3.对比不同条件下的AES算法攻击效果。分析不同处理方法对于攻击效果的影响，以选择最优的预处理方法。
本研究主要采用实验研究和统计分析方法。在研究过程中，我们需要从芯片上采集到能量轨迹数据，然后根据以上分析方法进行处理以及攻击效果分析。通过反复实验，我们将得到AES算法功耗分析的相关数据，进行一定的统计分析，得出研究结论。
四、研究意义
本研究将提出一种基于能量轨迹预处理的AES算法功耗分析方法，可以在保持AES算法安全的前提下，降低攻击成本。对于芯片安全方面的技术提升具有一定的参考价值。同时，该研究也为其他类型密码算法的功耗分析攻击提供思路。
五、预期目标
通过预处理方法提高AES算法中的功耗曲线的信噪比，使得功耗分析攻击的效果明显提升，并可在芯片安全方面进行广泛应用。
六、研究计划
第一年：
1.对AES算法攻击原理进行深入研究，对基于能量轨迹的AES功耗分析攻击进行分析。
2.采集AES算法在不同条件下的功耗轨迹。
第二年：
1.对采集的数据进行能量轨迹预处理，利用信号处理算法去除其中的噪声干扰。
2.对处理过后的数据进行AES算法攻击效果的对比分析。
第三年：
1.根据研究结果，对预处理算法进行改进，并开展新一轮的实验验证。
2.完成毕业论文，并撰写相关研究成果的论文。
七、参考文献
[1]C.Clavier,B.Feix,P.Roussel.ElectromagneticanalysisofFPGAimplementations:Afirststeptowardsside-channelresistanceevaluation.CryptographicHardwareandEmbeddedSystems-CHES2001,pp.14-28.
[2]T.Eisenbarth,hW.Kasper,A.Moradi,C.Paar,M.Salmasizadeh,S.Wohlfromm.Asurveyonlightweightcryptography.JournalofCryptographicEngineering,vol.2,no.4,2012,pp.239-271.