面向物联网设备的低能耗且抗相关功耗分析的绝热 CMOS/MTJ 逻辑
新兴技术
2021-06-16 v1 硬件体系结构
密码学与安全
摘要
物联网（IoT）设备数量的急剧增长使得人们更加关注 IoT 设备的能效与安全性。在本文中，我们将提出一种用于低能耗且抗相关功耗分析（CPA）的 IoT 器件的设计级非易失性绝热架构。由 CMOS 集成电路构建的 IoT 设备存在动态能耗高和漏电流功耗大的问题。为解决此问题，我们同时研究绝热逻辑与 STT-MTJ（自旋转移矩磁隧道结）以降低动态能耗与漏电流功耗。此外，CMOS 集成电路存在侧信道泄漏，使其易遭受功耗分析攻击而不安全。我们再次借助绝热逻辑设计具有均匀功耗的安全电路，从而抵御功耗分析攻击。我们采用两相绝热逻辑开发了一种混合绝热-MTJ 架构。我们表明，与 CMOS 电路相比，混合绝热-MTJ 电路兼具低能耗与高安全性。作为案例研究，我们构建了单轮 PRESENT 密码，并展示了在 25 MHz 频率下实现 64.29% 的节能。此外，我们对所提出的设计实施了相关功耗分析攻击，并确定密钥未被泄露。
引用
@article{arxiv.2106.07855,
title = {Low-Energy and CPA-Resistant Adiabatic CMOS/MTJ Logic for IoT Devices},
author = {Zachary Kahleifeh and Himanshu Thapliyal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07855},
year = {2021}
}
备注
6 pages, 2021 IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI