[發明專利]抵抗差分功耗分析攻擊的數據處理系統及其數據處理方法

有效

• 申請號: 201410086766.6
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103888247B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 孫金龍;曾廣旺
• 申請（專利權）人: 深圳華視微電子有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙)44314
• 代理人: 張約宗,張秋紅

1.一種抵抗差分功耗分析攻擊的數據處理系統，其中包括采用SM4算法的S盒，其特征在于，所述S盒包括：

第一基于加法掩碼仿射變換模塊(1)，用于對輸入的掩碼數據和掩碼進行仿射變換運算，并輸出第一數據和第二數據；

基于加法掩碼的有限域求逆模塊(2)，用于對所述第一基于加法掩碼仿射變換模塊(1)輸出的第一數據和第二數據進行有限域求逆運算，并輸出第三數據；

第二基于加法掩碼仿射變換模塊(3)，用于對所述第一基于加法掩碼仿射變換模塊(1)輸出的第二數據和所述基于加法掩碼的有限域求逆模塊(2)輸出的第三數據進行仿射變換運算，并輸出第四數據和第五數據；

所述第一基于加法掩碼仿射變換模塊(1)包括：

第一向量乘法模塊(11)，用于對輸入的掩碼數據進行向量乘法運算；

第二向量乘法模塊(12)，用于對輸入的掩碼進行向量乘法運算，以輸出第二數據；

第一異或運算模塊(13)，連接于所述第一向量乘法模塊(11)，并用于根據所述第一向量乘法模塊(11)輸出的計算結果與輸入的常數進行異或運算，以輸出第一數據；

所述第一向量乘法模塊(11)的數學模型為：a₁*A₁；

所述第二向量乘法模塊(12)的數學模型為：r₁*A₁；

所述第一異或運算模塊(13)的數學模型為：a₁*A₁+C₁；

其中，a₁和r₁依次為輸入的掩碼數據和掩碼；

常數C₁＝(1,1,0,0,1,0,1,1)；

所述基于加法掩碼的有限域求逆模塊(2)的數學模型為：

o_h＝a_h(d^-1+r_l)+(d^-1+r_l)r_h+a_hr_l+r_hr_l+r_h，

以及o_l＝o_h+(d^-1+r_h)a_l+(d^-1+r_h)r_h+a_lr_h+r_l+r_hr_l+r_h；

其中，a_h為第一數據a的高4比特，a_l為第一數據a的低4比特，r_h為第二數據r的高4比特，r_l為第二數據r的低4比特，v為常數；d^-1為中間數據d的逆元素；o_l和o_h為所述基于加法掩碼的有限域求逆模塊(2)中的中間數據；

所述基于加法掩碼的有限域求逆模塊(2)包括：

第一同構映射模塊(201)，用于對所述第一數據進行同構映射；

第二同構映射模塊(202)，用于對所述第二數據進行同構映射；

第三同構映射模塊(203)，用于根據所述第一同構映射模塊(201)輸出的運算結果進行同構映射；

第四同構映射模塊(204)，用于根據所述第一同構映射模塊(201)輸出的運算結果進行同構映射；

第五同構映射模塊(205)，用于根據所述第二同構映射模塊(202)輸出的運算結果進行同構映射；

第六同構映射模塊(206)，用于根據所述第二同構映射模塊(202)輸出的運算結果進行同構映射；

第一常量乘法運算模塊(212)，用于對所述第三同構映射模塊(203)輸出的運算結果進行常量乘法運算；

第一平方運算模塊(208)，用于根據所述第三同構映射模塊(203)輸出的運算結果進行平方運算；

第二平方運算模塊(209)，用于根據所述第六同構映射模塊(206)輸出的運算結果進行平方運算；

第三平方運算模塊(211)，用于根據所述第一平方運算模塊(208)輸出的運算結果進行平方運算；

第四平方運算模塊(215)，用于根據所述第五同構映射模塊(205)輸出的運算結果進行平方運算；

第一乘法運算模塊(210)，用于根據所述第三同構映射模塊(203)和所述第四同構映射模塊(204)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第二乘法運算模塊(213)，用于根據所述第五同構映射模塊(205)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第三乘法運算模塊(214)，用于根據所述第四同構映射模塊(204)和第六同構映射模塊(206)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第四乘法運算模塊(216)，用于根據所述第五同構映射模塊(205)和第六同構映射模塊(206)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第二常量乘法運算模塊(217)，用于根據所述第二平方運算模塊(209)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第二異或運算模塊(218)，用于根據所述第一乘法運算模塊(210)、第二乘法運算模塊(213)、第三乘法運算模塊(214)、第四乘法運算模塊(216)、第二常量乘法運算模塊(217)、第一常量乘法運算模塊(212)、第三平方運算模塊(211)以及第四平方運算模塊(215)輸出的運算結果進行異或運算；

求逆運算模塊(219)，用于根據所述第二異或運算模塊(218)輸出的運算結果進行求逆運算；

第三異或運算模塊(220)，用于根據所述求逆運算模塊(219)和第四同構映射模塊(204)輸出的運算結果進行異或運算；

第四異或運算模塊(221)，用于根據所述第一平方運算模塊(208)和所述第三異或運算模塊(220)輸出的運算結果進行異或運算；

第六乘法運算模塊(222)，用于根據所述第一平方運算模塊(208)和所述第三異或運算模塊(220)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第七乘法運算模塊(223)，用于根據所述第二同構映射模塊(202)和所述第三異或運算模塊(220)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第八乘法運算模塊(224)，用于根據所述第四同構映射模塊(204)和所述第四異或運算模塊(221)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第九乘法運算模塊(225)，用于根據所述第四異或運算模塊(221)和所述第六乘法運算模塊(222)輸出的運算結果進行向量乘法運算；

第五異或運算模塊(226)，用于根據所述第一乘法運算模塊(210)、第三乘法運算模塊(214)、所述第六乘法運算模塊(222)、第七乘法運算模塊(223)以及所述第一平方運算模塊(208)輸出的運算結果進行異或運算；

第六異或運算模塊(227)，用于根據所述第二乘法運算模塊(213)、所述第八乘法運算模塊(224)、第九乘法運算模塊(225)、所述第三異或運算模塊(220)、所述第四異或運算模塊(221)以及所述第五異或運算模塊(226)輸出的運算結果進行異或運算；

第一同構逆映射模塊(228)，用于根據所述第六異或運算模塊(227)輸出的運算結果進行同構逆映射運算；

第二同構逆映射模塊(229)，用于根據所述第五異或運算模塊(226)輸出的運算結果進行同構逆映射運算；

第三同構逆映射模塊(230)，用于根據所述第一同構逆映射模塊(228)和所述第二同構逆映射模塊(229)輸出的運算結果進行同構逆映射運算以輸出第三數據；

所述第二基于加法掩碼仿射變換模塊(3)包括：

第三向量乘法模塊(31)，用于對輸入的第三數據進行向量乘法運算；

第四向量乘法模塊(32)，用于對輸入的第二數據進行向量乘法運算，以輸出第五數據；

第七異或運算模塊(33)，連接于所述第三向量乘法模塊(31)，并用于根據所述第三向量乘法模塊(31)輸出的運算結果與輸入的常數進行異或運算，以輸出第四數據。