波动动态差分逻辑RISC-V CPU芯核的功耗抑制技术研究

来源：电子与信息学报杂志2023年第9期北京时间：

作者：崔小乐, 李修远, 李浩, 张兴

单位：1.北京大学深圳研究生院集成微系统重点实验室 深圳 5180552.鹏城实验室 深圳 518055

摘要：差分功耗分析(DPA)攻击不仅威胁加密硬件，对加密软件的安全性也构成严重挑战。将波动动态差分逻辑(WDDL)技术应用在RISC-V指令集的处理器芯核上可减少功耗信息的泄露。但是，WDDL技术会给电路引入巨大的功耗开销。该文针对基于WDDL的RISC-V处理器芯核提出两种功耗抑制方法。虽然随机预充电使能技术与指令无关，而预充电使能指令技术需要扩充指令集，但这两种方法都是属于轻量级的设计改进。仿真结果表明，采用了随机预充电使能技术和预充电使能指令技术的Rocket 芯核的电路功耗分别是原始的WDDL Rocekt 芯核功耗的42%和36.4%。

关键词：差分功耗分析, RISC-V 芯核, 波动动态差分逻辑, 功耗信息泄露, 功耗抑制

基金资助：深圳学科布局项目(JCYJ20220818100814033)，深圳孔雀团队项目(KQTD20200820113105004)，广东省重点科技研发计划项目(2019B010155002)