[發明專利]一種抵御差分功耗攻擊的分組密碼多S盒實現的方法

有效

• 申請號: 201710150435.8
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107204841B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 楊曉元;張帥偉;張敏情;鐘衛東;韓益亮;周潭平;張卓;楊海濱;薛帥
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊工程大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/00
• 代理公司: 61221 西安智萃知識產權代理有限公司
• 代理人: 李東京

1.一種抵御差分功耗攻擊的分組密碼多S盒實現的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：選定一種分組密碼算法，對多個并行S盒進行轉換，得到n個4×4S盒置換，并對4×4S盒置換進行0到n-1編號；

步驟二：進行S盒運算，產生一個隨機數，并選擇隨機數對應的4×4S盒置換；

步驟三：通過隨機數更新算法產生下一個隨機數，并選擇與該隨機數對應4×4S盒置換；

步驟四：重復步驟三，若發現新生成的隨機數所對應的4×4S盒置換已經選擇過，那么將新生成的隨機數，逐位進行異或操作，得到1比特數；

步驟五：選擇區分函數，重新選擇下一個4×4S盒置換，若仍然是已經選擇過的4×4S盒置換，則繼續執行步驟五，直到找到的4×4S盒置換是之前未選擇過的并跳回步驟三；

步驟六：重復步驟三至步驟五，直到所有4×4S盒置換全部選擇完結束；

所述步驟二包括以下步驟：

1)進行S盒運算前，產生一個隨機數R₁，即

R₁＝(r₁,r₂,…r_g(n)) (2)

其中，0≤R₁≤n-1，g(n)代表實際參與運算4×4S盒的個數n所對應的2進制比特位數；

2)通過R₁的值選擇對應的進入S′的4×4S盒置換，即該置換為其中表示4×4S盒置換的結果；

所述步驟三具體操作為：

將隨機數R₁與選定的第一個進入S′的4×4S盒置換的輸出進行異或操作，得到的結果作為選擇下一個4×4S盒置換的隨機數R₂，即

所述步驟四包括以下步驟：

a)重復步驟三，若發現新生成的隨機數R_i所對應的4×4S盒置換已經選擇過，那么執行步驟b)，直到現新生成的隨機數R_i所對應的4×4S盒置換未被選擇過為止；

b)將R_i逐位進行異或操作，得到R_i^*，即

所述步驟五的具體操作為：選擇一個區分函數f(R_i^*)

若R_i逐位進行異或操作的結果R_i^*為“0”時，則選擇置換R_i^*為“1”時則選擇置換若選擇之后仍然是已經選擇過的4×4S盒置換，繼續執行本步驟，直到找到的4×4S盒置換是之前未選擇過的置換。

2.根據權利要求1所述的一種抵御差分功耗攻擊的分組密碼多S盒實現的方法，其特征在于，所述步驟一具體操作步驟為：

A、通過壓縮算法將n個獨立并行的S盒轉換成一個多維串行可復用的S盒框架S′，

B、對S′中的4×4S盒置換進行編號，即

其中，m_n-1代表第n-1個4比特S盒置換的輸入，S_n-1(m_n-1)代表第n-1個4比特S盒置換的輸出，S′代表多維串行可復用的S盒框架。