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    重庆时时彩799注后三: 采集智能卡运行功耗信息的装置.pdf

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    采集 智能卡 运行 功耗 信息 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611060540.4

    申请日:

    2016.11.25

    公开号:

    CN106771551A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 21/00申请日:20161125|||公开
    IPC分类号: G01R21/00 主分类号: G01R21/00
    申请人: 上?;缂傻缏酚邢拊鹑喂?
    发明人: 刘玉兵
    地址: 201203 上海市浦东新区碧波路572弄39号
    优先权:
    专利代理机构: 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 代理人: 戴广志
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611060540.4

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种采集智能卡运行功耗信息的装置,包括:电磁辐射分析探头,PC机,功耗分析仪和示波器;PC机通过第一USB接口与电磁辐射分析探头的DC供电接口相连接,为电磁辐射分析探头供电;PC通过第二USB接口与功耗分析仪通信,运行加密算法;功耗分析仪输出示波器触发信号,示波器接收到示波器触发信号后,接收电磁辐射分析探头采集的智能卡功耗信息;电磁辐射分析探头,固定安装在3轴的移动平台上,扫描智能卡芯片,采集智能卡的功耗信息,通过其SMB接口与示波器的BNC接口相连接,将采集的功耗信息传送给示波器。本发明能够在不接触智能卡的情况下,有效地对智能卡运行加解密算法时的功耗信息进行采集。

    权利要求书

    1.一种采集智能卡运行功耗信息的装置,其特征在于,包括:一电磁辐射分析探头,一
    PC,一功耗分析仪和一示波器;
    所述PC通过第一USB接口与电磁辐射分析探头的DC供电接口相连接,为电磁辐射分析
    探头供电;
    所述PC通过第二USB接口与功耗分析仪通信,运行加密算法;
    所述功耗分析仪输出示波器触发信号,所述示波器接收到所述示波器触发信号后,接
    收所述电磁辐射分析探头采集的智能卡功耗信息;
    所述电磁辐射分析探头,固定安装在3轴的移动平台上,扫描智能卡芯片,采集智能卡
    的功耗信息,通过其SMB接口与示波器的BNC接口相连接,将采集的功耗信息传送给示波器。
    2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:为电磁辐射分析探头供电的电源线,在靠近
    电磁辐射分析探头的一端套上一磁环,电源线在磁环内绕3圈以上;将电源线的一端接PC的
    第一USB接口,电源线另一端通过直流DC3.5mm接口与电磁辐射分析探头的DC供电接口相
    连。
    3.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电磁辐射分析探头采集的智能卡功耗信
    息,采用微型B连接器SMB转卡扣配合型连接器BNC的50欧姆同轴电缆进行传输,微型B连接
    器SMB连接电磁辐射分析探头端的SMB接口,卡扣配合型连接器BNC连接示波器端的BNC接
    口;所述微型B连接器SMB的外壳经50欧姆同轴电缆连接至电磁辐射分析探头电路板的地
    端,微型B连接器SMB安装时与电磁辐射分析探头的屏蔽外壳接触。
    4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电磁辐射分析探头,在智能卡芯片的范
    围内,以每一步2.5μm的步进距离移动,扫描整个智能卡芯片。
    5.如权利要求1所述的装置,其特征在于:电磁辐射分析探头输出的差分信号经过巴伦
    电路转换为单端信号;且电磁辐射分析探头的输出端采用1:1传输线阻抗变换器输出信号。
    6.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电磁辐射分析探头采集的射频输入信号
    先由滤波电路进行滤波。
    7.如权利要求6所述的装置,其特征在于:滤波电路电容为100pF,电阻1.1K。
    8.如权利要求1所述的装置,其特征在于:
    安装在电磁辐射分析探头的塑料探头的测量线圈L1的内径为1.6mm,外径为2.0mm,高
    度为1.5mm,采用线径0.1mm的漆包线,电感值为2.5μH。
    9.如权利要求8所述的装置,其特征在于:电磁辐射分析探头的塑料探头长度为15cm,
    测量线圈焊接到电路板引线的长度为28cm;测量线圈通过一次性注塑材料,以螺钉拧入形
    式固定在塑料探头上,塑料探头通过卡槽固定在电磁辐射分析探头电路板上,测量线圈引
    出线穿过塑料探头焊接在电磁辐射分析探头电路板上。
    10.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电磁辐射分析探头的放大电路采用三
    级运算放大器,以串联的方式依次布局在电路板上;第一级运算放大器的电阻10欧姆,第二
    级运算放大器和第三级运算放大器的电阻47欧姆;设置增益的电阻反馈回路走线总长度控
    制在6mm以内。
    11.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电磁辐射分析探头的电源芯片采用低
    压差线性稳压器LDO。

    说明书

    采集智能卡运行功耗信息的装置

    技术领域

    本发明涉及对智能卡进行功耗采集领域,特别是涉及一种通过电磁辐射原理,非
    接触式的采集智能卡运行功耗的装置。

    背景技术

    安全设备的加密算法在操作或者实现的过程中会不经意的泄露功耗信息,同时也
    会向周围辐射电磁信息,这些信息就称作为旁路信息,对安全设备的旁路信息的采集和分
    析就称为旁路攻击。常见的旁路攻击有如下几种:时序攻击、功耗分析、故障分析、电磁分析
    等。

    发明内容

    本发明要解决的技术问题是提供一种采集智能卡运行功耗信息的装置,能够在不
    接触智能卡的情况下,有效的对智能卡运行加密算法时的功耗信息进行采集。

    为了解决上述技术问题,本发明的采集智能卡运行功耗信息的装置,包括:一电磁
    辐射分析(Electromagneticanalysis,EMA)探头,一PC(个人电脑),一功耗分析仪和一示波
    器;

    所述PC通过第一USB(通用串行总线)接口与电磁辐射分析(EMA)探头的DC(直流)
    供电接口相连接,为电磁辐射分析探头供电;

    所述PC通过第二USB接口与功耗分析仪通信,运行加密算法;

    所述功耗分析仪输出示波器触发信号,所述示波器接受到所述示波器触发信号
    后,接收所述电磁辐射分析探头采集的智能卡功耗信息;

    所述电磁辐射分析探头,固定安装在3轴的移动平台上,扫描智能卡芯片,采集智
    能卡的功耗信息,通过其SMB接口与示波器的BNC接口相连接,将采集的功耗信息传送给示
    波器。

    所述电磁辐射分析探头,在智能卡芯片的范围内,以每一步2.5μm的步进距离移
    动,扫描整个智能卡芯片。

    采用本发明,可以方便的通过USB口供电,实现通过微型线圈、非接触式的采集智
    能卡运行加密算法时辐射的微弱功耗信息(射频输入信号)。

    本发明可用于对智能卡进行功耗分析。

    附图说明

    下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

    图1是所述采集智能卡运行功耗信息的装置结构示意图。

    具体实施方式

    所述采集智能卡运行功耗信息的装置利用电磁辐射原理,非接触式地采集智能卡
    运行功耗。

    结合附图1所示,所述采集智能卡运行功耗信息的装置,包括一PC、一、示波器、一
    功耗分析仪和一电磁辐射分析探头。

    所述PC具有第一USB接口和第二USB接口。

    所述电磁辐射分析探头具有一SMB接口2和一DC供电接口3,一第一运算放大器
    YSFDQ1、一第二运算放大器YSFDQ2和一第三运算放大器YSFDQ3、两个耦合电容C1、C2、一线
    圈L1、一电阻R1、一1:1传输线阻抗变换器L2、一电源芯片5。上述元器件除线圈L1外,均安装
    在电磁辐射分析(EMA)探头屏蔽外壳1内。

    所述PC的第一USB接口与电磁辐射分析探头的DC供电接口相连接,输出5V电压,给
    电磁辐射分析探头供电。为了防止电磁辐射和噪声干扰,在为电磁辐射分析探头供电的电
    源线靠近电磁辐射分析探头的一端套上磁环,电源线在磁环内绕3圈以上,这样做能有效地
    抑制外部噪声,采集的功耗信息波形比较精确。将电源线的一端接PC的第一USB接口,电源
    线另一端通过直流DC3.5mm接口与电磁辐射分析探头的DC供电接口相连。为了进一步抑制
    噪声,电磁辐射分析探头内部电源芯片5采用低噪声低纹波的LDO(低压差线性稳压器)。

    所述PC的第二USB接口负责与功耗分析仪通信,运行加密算法;同时外部功耗分析
    仪会发出示波器触发信号,然后通过探头采集功耗信息。

    所述电磁辐射分析(EMA)探头通过SMB接口2与示波器BNC接口相连接,负责将采集
    的信号传送给所述示波器。采集的信号采用微型B连接器SMB转卡扣配合型连接器BNC的50
    欧姆同轴电缆进行传输,微型B连接器SMB连接电磁辐射分析探头端的SMB接口2,卡扣配合
    型连接器BNC连接示波器端的BNC接口;信号线采用50欧姆的传输线,可实现阻抗匹配、减少
    反射,大大提高波形信号的质量。微型B连接器SMB的外壳经50欧姆同轴电缆连接至电磁辐
    射分析探头电路板的地端,微型B连接器SMB安装时与电磁辐射分析探头的屏蔽外壳1接触,
    实际效果就是所述电路板的地连接至电磁辐射分析探头的屏蔽外壳1,达到屏蔽空间辐射
    的作用。

    智能卡运行加密算法时辐射的微弱功耗信息的采集需要扫描整个智能卡芯片,找
    到旁路信息泄露点最严重的区域。电磁辐射分析探头固定安装在三轴移动平台上,在电机
    的驱动下,在智能卡芯片的范围内,以每一步2.5μm的步进距离移动,扫描整个智能卡芯片。

    由所述PC、功耗分析仪、移动平台协同工作,通过电磁辐射分析探头的电感及放大
    器电路对智能卡运行加密算法的功耗信息进行采集、放大,最后输出给所述示波器。

    所述示波器接收的是单端信号,而电磁辐射分析探头输出的是差分信号,差分信
    号经过巴伦电路转换为单端信号,同时智能卡运行加密算法时,功耗信息会通过电磁场向
    外辐射,频率很高,因此电磁辐射分析探头选用了专用的1:1射频传输线变压器L2(1:1传输
    线阻抗变换器),有效地防止信号衰减,保证信号的质量。

    为了通过电磁辐射原理,非接触式地采集智能卡运行时的功耗,所述线圈L1采集
    的信号要先通过滤波电路进行滤波,否则不可预见,会导致后端的放大器饱和甚至损坏。所
    述采集智能卡运行功耗信息的装置根据实际的线圈参数选择耦合电容C1和C2值都是
    100pF,电阻R1值是1.1K。智能卡的集成电路芯片IC很小,其辐射的电磁波的范围也很小,线
    圈L1的内径为1.6mm,外径为2.0mm,高度为1.5mm,采用线径0.1mm的漆包线,电感值为2.5μH
    左右。电磁辐射分析探头的塑料探头长度为15cm,线圈L1焊接到电路板引线的长度为28cm。
    线圈L1通过一次性注塑材料,以螺钉拧入形式固定在塑料探头上,塑料探头通过卡槽固定
    在电路板上,线圈L1引出线穿过塑料探头焊接在电磁辐射分析电路板上,这种方式很好的
    解决了线圈L1的固定,拆卸,测量。

    所述第一运算放大器YSFDQ1、第二运算放大器YSFDQ2和第三运算放大器YSFDQ3以
    串联的方式依次布局在电路板上,第一运算放大器电阻10欧,第二和第三都是47欧,这里的
    第二和第三运算放大器可根据实际需要修改,电路板布线时要注意,设置增益的电阻形成
    的反馈回路走线总长度控制在6mm以内。第一级运算放大器YSFDQ1放大倍数20dB,第二级运
    算放大器YSFDQ2和第三级运算放大器YSFDQ3放大倍数10dB。

    智能卡4放置在功耗分析仪上。

    以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的
    限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也
    应视为本发明的?;し段?。

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