作者：裴超sm4算法侧信道攻击差分功耗分析攻击
摘要：SM4算法在2012年3月被作为密码行业标准公开以后,已经得到了广泛的应用.但与此同时,由于侧信道攻击的出现及利用,SM4算法在被用于智能卡等密码设备时,也面临着严重威胁.针对差分功耗分析攻击(DPA),虽然已经有部分掩码防御方案提出,但是均是使用有限域上的乘法及求逆运算代替S盒查表法,导致计算量比较大,设计复杂.一些掩码方案由于主要针对S盒变换进行设计,对算法的整体运算覆盖程度不足,也使得SM4算法并未得到全面的防护.本文提出的一种基于S盒查表方法的随机掩码方案,在无需知道和分析SM4算法的S盒的代数结构的情况下,通过对S盒进行一个随机的线性变换,同时结合多路径乘法掩码的特点,达到对算法运行中所有数据掩码的目的,从而抵御DPA攻击.最后本文分别从理论和实际进行攻击实验,得到了针对指定攻击点的具体分析结果.实验结果显示,相比于已有的掩码方案,本文的掩码方法资源消耗少,实现简单方便,代价小,能够有效消除运算时密钥或敏感数据与能量消耗之间的相关性,增强算法的安全性,抵御DPA攻击.
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