[發(fā)明專利]抗側(cè)信道攻擊的SM2點(diǎn)乘架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710348996.9
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108964914B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡紅鋼;劉石剛;汪仔業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30;H04L9/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種抗側(cè)信道攻擊的SM2點(diǎn)乘架構(gòu)，其特征在于，包括：ROM模塊、主控制模塊、NAF點(diǎn)乘模塊、點(diǎn)驗(yàn)證模塊、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊和輸出模塊；其中：

所述控制模塊，用于控制和協(xié)調(diào)NAF點(diǎn)乘模塊、ROM模塊、點(diǎn)驗(yàn)證模塊、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸以及控制輸出模塊輸出結(jié)果；

所述ROM模塊，用于存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器值、M組隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)和SM2橢圓曲線參數(shù)，NAF點(diǎn)乘模塊每讀取一次隨機(jī)化基點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)數(shù)器值加1，下次進(jìn)行點(diǎn)乘運(yùn)算時(shí)讀取第計(jì)數(shù)器組基點(diǎn)坐標(biāo)；

所述NAF點(diǎn)乘模塊，用于從ROM模塊讀取驗(yàn)證成功的隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)以及從數(shù)據(jù)總線讀取的密鑰，并對讀取到的這兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行雅可比坐標(biāo)系下的點(diǎn)乘運(yùn)算；

點(diǎn)驗(yàn)證模塊，用于對ROM模塊中的隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)，以及NAF點(diǎn)乘模塊的點(diǎn)乘運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行是否在SM2橢圓曲線上的驗(yàn)證；

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊，用于在NAF點(diǎn)乘模塊的點(diǎn)乘運(yùn)算結(jié)果驗(yàn)證成功時(shí)，將點(diǎn)乘運(yùn)算結(jié)果從雅可比坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至仿射坐標(biāo)系下；

輸出模塊，用于當(dāng)ROM模塊中的隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)，或者點(diǎn)驗(yàn)證模塊的點(diǎn)乘運(yùn)算結(jié)果驗(yàn)證失敗時(shí)，輸出錯(cuò)誤標(biāo)識；當(dāng)ROM模塊中的隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)驗(yàn)證成功時(shí)，輸出正確標(biāo)識；當(dāng)點(diǎn)驗(yàn)證模塊的點(diǎn)乘運(yùn)算結(jié)果驗(yàn)證成功時(shí)，輸出坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換結(jié)果；

所述NAF點(diǎn)乘模塊讀取驗(yàn)證成功的隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)(X_i,Y_i,Z_i)，以及密鑰k，輸出為雅可比坐標(biāo)系下的點(diǎn)乘結(jié)果kP(X_o,Y_o,Z_o)；

所述NAF點(diǎn)乘模塊包括：點(diǎn)加算法模塊和倍點(diǎn)算法模塊；其中，點(diǎn)加模塊完成雅可比坐標(biāo)系下點(diǎn)Q加上仿射坐標(biāo)系下基點(diǎn)P的操作；倍點(diǎn)模塊則完成雅可比坐標(biāo)系下2*Q的操作；計(jì)算點(diǎn)乘結(jié)果kP(X_o,Y_o,Z_o)就是通過點(diǎn)加算法模塊和倍點(diǎn)算法模塊的循環(huán)調(diào)用來完成；

點(diǎn)乘運(yùn)算具體如下：

利用前導(dǎo)零算法計(jì)算出3k的前導(dǎo)零為N，同時(shí)將基點(diǎn)坐標(biāo)(X_i,Y_i,Z_i)賦值給點(diǎn)Q；開始循環(huán)：

調(diào)用倍點(diǎn)算法模塊計(jì)算Q＝2Q，如果N＝258，直接輸出Q＝kP；否則，跳轉(zhuǎn)到下一步，判斷1：Z[257-N]＝1且k[255-N]＝0；如果判斷1成立，則利用點(diǎn)加算法模塊進(jìn)行點(diǎn)加操作：Q＝Q+P，并且N＝N+1，返回循環(huán)開始；

如果判斷1不成立，則判斷2：Z[257-N]＝0且k[255-N]＝1；如果判斷2成立，則利用點(diǎn)加算法模塊進(jìn)行點(diǎn)加操作：Q＝Q-P，并且N＝N+1，返回循環(huán)開始；

如果判斷2不成立，則進(jìn)行冗余點(diǎn)加操作T＝Q+P，并且N＝N+1，返回循環(huán)開始。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗側(cè)信道攻擊的SM2點(diǎn)乘架構(gòu)，其特征在于，所述點(diǎn)驗(yàn)證模塊包括：

第一點(diǎn)驗(yàn)證模塊，用于在接收到主控模塊發(fā)送的enable信號后，從ROM模塊讀取隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y,Z)和SM2橢圓曲線參數(shù)b，對隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)驗(yàn)證，判斷點(diǎn)是否在橢圓SM2曲線上，判斷公式為：

Y²+3XZ²＝X³+bZ⁶；

如果等式不成立，則認(rèn)為隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)或者參數(shù)b被改動(dòng)，點(diǎn)驗(yàn)證模塊在ready信號為1時(shí)，result信號輸出為0，終止運(yùn)算；

如果等式成立，則認(rèn)為隨機(jī)化后的基點(diǎn)坐標(biāo)與參數(shù)b均驗(yàn)證正確，點(diǎn)驗(yàn)證模塊ready信號輸出1時(shí)，result信號為1，表明驗(yàn)證成功。