一种SM4算法S盒的门限实现方案

• 作者: 张帅伟 李新超 杨晓元 钟卫东
• 来源期刊: 密码学报
• 学科: 工学
• 关键词: SM4 S盒 DPA 门限实现 正规基 环掩码
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 641-650
• 页数: 10页
• 分类号: TP309.7
• 字数: 5814字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13868/j.cnki.jcr.000273

摘要

侧信道攻击自诞生以来,对密码算法的实现安全产生了巨大的威胁.以DPA攻击为代表的功耗攻击作为典型的侧信道攻击方法之一,由于具有攻击性强,实施简单的特点,已成为侧信道攻击领域研究最多,应用最广的攻击方法.SM4算法作为我国的分组密码标准,自公布之日起就受到了业界的广泛关注,其安全性也迅速成为密码算法领域的研究热点.在SM4算法公布后不久,即被业内学者利用DPA攻击成功破解密钥,SM4算法的实现安全面临重大挑战.本文针对SM4算法如何防御二阶DPA攻击的问题,提出了一种基于门限实现理论抵抗二阶DPA攻击的新方案.该方案通过利用正规基将S盒的输入变换到复合域中求逆,再结合门限实现理论构造了一个新型S盒.新的S盒通过将输入分成3组,保证了本文方案具有抵抗二阶DPA攻击的能力;通过引入环掩码结构和分解法求逆,减小了方案的实现面积.经过安全性分析,本文方案所构造的S盒可以有效地抵御二阶DPA攻击.实验结果表明,与常规复合域掩码方案相比,本文方案的面积减小6％,所需随机掩码数处于较低水平.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨晓元	武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室	213	716	12.0	15.0
2	钟卫东	武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室	25	38	3.0	5.0
3	张帅伟	武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室	8	17	2.0	4.0
4	李新超	武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室	6	1	1.0	1.0