信息通信技术与政策

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信息通信技术与政策 ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (7): 86-91.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2025.07.011

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抗量子密码SIM芯片研究

Research on post-quantum cryptography SIM chips

姜琨, 李增局, 刘梅娟, 代俊锋, 刘勇, 肖青   

  1. 芯昇科技有限公司,北京 100071
  • 收稿日期:2025-05-20 出版日期:2025-07-25 发布日期:2025-08-04
  • 作者简介:
    姜琨,芯昇科技有限公司芯片研发负责人,主要从事安全芯片系统架构设计等方面的研究工作
    李增局,芯昇科技有限公司算法专家,长期从事经典算法及抗量子算法的研究工作
    刘梅娟,芯昇科技有限公司产品总监,长期从事安全芯片产品规划、布局等方面的工作及基于SIM芯片实现的量子加密应用、抗量子加密算法迁移等研究工作
    代俊锋,芯昇科技有限公司芯片验证负责人,主要从事安全芯片验证及测试等方面的研究工作
    刘勇,芯昇科技有限公司安全芯片事业部总经理, 主要从事物联网芯片、安全芯片的产品规划及市场应用工作
    肖青,芯昇科技有限公司总经理,主要从事物联网芯片、通信芯片、安全芯片的产品规划及市场应用工作

JIANG Kun, LI Zengju, LIU Meijuan, DAI Junfeng, LIU Yong, XIAO Qing   

  1. Xinsheng Technology Co., Ltd., Beijing 100071, China
  • Received:2025-05-20 Online:2025-07-25 Published:2025-08-04

摘要:

抗量子密码在用户身份识别模块卡等资源受限环境应用中存在两大挑战:算力存储不足以支撑高复杂度运算;侧信道与故障注入攻击易致密钥泄露。基于以上挑战,提出了轻量化安全架构,设计了抗侧信道加速器(集成动态掩码与恒定时间数论变换模块),并引入了冗余计算与光传感器屏蔽双层防护。安全芯片仿真验证显示,防御方案满足了防御侧信道一阶分析的要求,并且具备防御故障注入的能力,满足了全球移动通信系统协会规范,为5G/6G量子安全通信提供了解决方案。

关键词: SIM, 抗量子密码, 安全防御, 侧信道分析

Abstract:

Post-quantum cryptography faces two challenges in resource-constrained Subscriber Identity Module (SIM): insufficient computing power/storage for high-complexity operations, and possible key leakage caused by side-channel and fault-injection attacks. This paper proposes a lightweight security architecture, designing an anti-side-channel accelerator with dynamic masking and constant-time number theoretic transform modules, plus a dual-protection mechanism of redundant computing and optical sensor shielding. Secure chip simulations show that the countermeasure can resist first-order side channel analysis and resist against fault injection attack, meeting global system for mobile communications association standards and enabling 5G/6G quantum-secure communication.

Key words: SIM, post-quantum cryptography, security defense, side channel analysis

中图分类号: