CN109714310A - 一种sim卡的侧信道抗攻击方法 - Google Patents

Abstract

一种SIM卡的侧信道抗攻击方法，包括以下步骤：选定SIM卡内部寄存器，并将其初始赋值设定为0；对鉴权错误信息进行检测，如果检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值加1，如果未检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值不变；寄存器中的赋值大于所设定的门限值时，则将SIM卡进入锁定状态。本发明能够在SIM卡受到侧信道攻击时，及时的将卡片锁定，从而避免卡片密钥被破解，降低安全隐患。

Description

一种SIM卡的侧信道抗攻击方法

技术领域

本发明涉及手机SIM卡安全防护技术领域，特别是一种SIM卡的侧信道抗攻击方法。

背景技术

现有技术中，使用的3G/4G USIM卡采用的是Milenage算法，主要基于AES-128的加密算法。然而，利用侧信道攻击可以破解出SIM卡的密钥，从而会带来很大的安全隐患。

侧信道受攻击方式的方式，主要有功耗攻击、电磁波攻击等，特别是功耗攻击很容易破解出SIM卡密钥，为了增强SIM卡的侧信道抗攻击性能，设计人员会在算法运行时增加很多复杂的掩码，避免SIM卡密钥被破解，但是这样的效果不会很明显，并且这样会给设计人员带来很大的开发难度，增加了成本，而且也会降低卡片的运行效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种SIM卡的侧信道抗攻击方法。本发明能够在SIM卡受到侧信道攻击时，及时的将卡片锁定，从而避免卡片密钥被破解，降低安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供的SIM卡的侧信道抗攻击方法，包括以下步骤：

选定SIM卡内部寄存器，并将其初始赋值设定为0；

对鉴权错误信息进行检测，如果检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值加1，如果未检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值不变；

寄存器中的赋值大于所设定的门限值时，则将SIM卡进入锁定状态。

进一步地，所述将SIM卡进入锁定状态的步骤，是使SIM卡对收到的鉴权明文不进行鉴权运算。

更进一步地，还包括以下步骤：对SIM卡进行解锁，将所述寄存器的赋值设定为0。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种游戏终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤。

本发明提供的SIM卡的侧信道抗攻击方法，通过在SIM卡内设置寄存器，对检测到的鉴权错误进行计数，当计数大于设定值后，则锁定SIM卡，防止SIM卡继续被攻击，有效地预防了SIM卡被破解的可能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的SIM卡的侧信道抗攻击方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

3G/4G USIM卡关键信息包括：ICCID、IMSI、SMSP、KI、OPC、R1，...，R5、C1，...，C5等，其中ICCID、IMSI、SMSP可以直接从SIM卡中读取出来，主密钥KI和运营商保密参数OPC则是关键的信息，其他运营商保密参数参数R1，...，R5、C1，...，C5则基本是固定的，所以只要破解出KI和OPC，就相当于破解了该SIM卡。

USIM卡使用的Milenage认证算法主要基于AES-128算法，AES-128算法主要分为10轮：第1轮到第9轮包括AddRoundKey、SubBytes、ShiftRows、MixColumns这4个步骤，第10轮仅包括前面3个步骤，通过攻击第1轮和第2轮的SubBytes步骤可以破解出KI和OPC。

侧信道攻击中的功耗攻击，需要抓取大量的AES运算波形，因此就需要向SIM卡发送大量的随机鉴权明文。随机明文中有RAND和AUTN，每组RAND对应唯一的一组AUTN（RAND需结合主密钥和运营商保密参数才能算出对应的AUTN）。由于USIM卡采用了双向认证机制，USIM卡运行Milenage算法后会发现随机明文是错误的，所以鉴权结果是错误的，鉴于这个机制，实现了本发明的SIM抗侧信道攻击的功能。

为了实现抗侧信道攻击目的，本发明主要是SIM卡软件上设置一个特定的寄存器，其初始赋值为0。同时SIM卡内设有一个小程序，用来检测鉴权结果。当检测到鉴权结果为错误时，将寄存器的值加1，当这个寄存器赋值大于某个设定值后（比如50），则SIM卡进入锁定状态，之后收到鉴权运算的请求也不会进行运算，从而侧信道攻击着就没有办法获取更多的波形，也就无法破解KI和OPC等。此外，锁定后的SIM卡需要卡片发行商（具备管理员权限）才能解锁。

所述SIM卡抗侧信道攻击方法包括：SIM卡收到鉴权随机明文后，如果鉴权结果为错误，则特定的寄存器值加1，当寄存器里的值大于某个设定值后，则SIM卡进入锁定状态，再来新的鉴权明文SIM卡也不会进行鉴权运算，这样侧信道攻击也就无法进行下去，必须要经过SIM卡发行商重新解锁后该SIM卡才能使用。

图1为根据本发明的SIM卡的侧信道抗攻击方法流程图，下面将参考图1，对本发明的SIM卡的侧信道抗攻击方法进行详细描述。

首先，在步骤101，SIM卡内部程序设置一个特定的寄存器R，对其初始赋值为i=0。

在步骤102，SIM卡内设有一个检测程序，对鉴权结果进行检测，如果检测到鉴权错误，则将寄存器R中的赋值i加1，如果未检测到鉴权错误，则将寄存器R的赋值不变。

在步骤103，当寄存器中的赋值i>t（t是设定的限值，t=50），则SIM卡进入锁定状态，这时再收到鉴权明文，也不会进行鉴权运算，则侧信道攻击抓取的波形都是无效波形，从而使得侧信道攻击失效。

在步骤104，SIM卡进入锁定状态后，则需要管理员权限才能解锁，解锁后寄存器R的赋值i=0。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤，所述SIM卡的侧信道抗攻击方法参见前述部分的介绍，不再赘述。

本发明还提供一种游戏终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤，所述SIM卡的侧信道抗攻击方法参见前述部分的介绍，不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种SIM卡的侧信道抗攻击方法，包括以下步骤：

选定SIM卡内部寄存器，并将其初始赋值设定为0；

对鉴权错误信息进行检测，如果检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值加1，如果未检测到鉴权错误，则将寄存器的赋值不变；

寄存器中的赋值大于所设定的门限值时，则将SIM卡进入锁定状态。

2.根据权利要求1所述的SIM卡的侧信道抗攻击方法，其特征在于，所述将SIM卡进入锁定状态的步骤，是使SIM卡对收到的鉴权明文不进行鉴权运算。

3.根据权利要求1所述的SIM卡的侧信道抗攻击方法，其特征在于，还包括以下步骤：对SIM卡进行解锁，将所述寄存器的赋值设定为0。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1至3任一项所述的SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤。

5.一种游戏终端设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至3任一项所述的SIM卡的侧信道抗攻击方法的步骤。