[發(fā)明專利]一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110370896.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113132084A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣宏然;李振;趙晨晨;邢益?zhèn)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鼎鉉商用密碼測(cè)評(píng)技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/06
• 分類號(hào): H04L9/06;H04L29/06
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 任哲夫

本發(fā)明適用于密碼學(xué)側(cè)信道分析領(lǐng)域，提供了一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取輸入的加密密鑰，對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行SM4算法密鑰擴(kuò)展；采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過執(zhí)行延時(shí)函數(shù)得到顯示結(jié)果；對(duì)所述顯示結(jié)果的異或操作的功耗曲線進(jìn)行模板匹配，匹配出得到正確密鑰值。通過在算法程序?qū)崿F(xiàn)中添加延時(shí)函數(shù)來采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過這個(gè)方案，不僅能夠清晰的觀察到每8比特輪常數(shù)和8比特密鑰異或所產(chǎn)生的能量，而且可以通過預(yù)先構(gòu)建的模板快速匹配的方法恢復(fù)密鑰信息，使得匹配得到正確密鑰值精準(zhǔn)度，速度大大提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于密碼學(xué)側(cè)信道分析領(lǐng)域，尤其涉及一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法及裝置。

背景技術(shù)

在如今萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，承載著密碼算法的密碼芯片、密碼模塊已逐漸滲透到金融、社保、教育、醫(yī)療等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中。密碼算法在具體硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，會(huì)受到側(cè)信道攻擊的威脅。側(cè)信道的本質(zhì)是利用密碼算法在實(shí)現(xiàn)時(shí)執(zhí)行密碼相關(guān)的操作的過程中產(chǎn)生的側(cè)信息來恢復(fù)密鑰的過程，常見的有能量攻擊、電磁攻擊、計(jì)時(shí)攻擊等。

但目前對(duì)SM4算法的能量攻擊一般都基于算法的輪函數(shù)，需要采集整個(gè)算法執(zhí)行過程的能量曲線，進(jìn)而通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行分析，從而恢復(fù)出密鑰信息。這種方法只能觀察到算法中的輪函數(shù)所產(chǎn)生的功耗曲線，而不能詳細(xì)的分析每輪中某個(gè)具體操作產(chǎn)生的能量曲線，使得恢復(fù)密鑰的過程變得復(fù)雜，精準(zhǔn)度不高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法及系統(tǒng)，以解決目前對(duì)SM4算法的能量攻擊一般都基于算法的輪函數(shù)，需要采集整個(gè)算法執(zhí)行過程的能量曲線，使得恢復(fù)密鑰的過程變得復(fù)雜，精準(zhǔn)度不高的問題。

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法，包括：

獲取輸入的加密密鑰，對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行SM4算法密鑰擴(kuò)展；

采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過執(zhí)行延時(shí)函數(shù)得到顯示結(jié)果；

對(duì)所述顯示結(jié)果的異或操作的功耗曲線進(jìn)行模板匹配，匹配得到正確密鑰值。

本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊系統(tǒng)，包括：

包括獲取算法密鑰擴(kuò)展模塊，采集延時(shí)顯示模塊，模板匹配正確密鑰值模塊；

所述獲取算法密鑰擴(kuò)展模塊用于獲取輸入的加密密鑰，對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行SM4算法密鑰擴(kuò)展；

所述采集延時(shí)顯示模塊用于采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過執(zhí)行延時(shí)函數(shù)得到顯示結(jié)果；

所述模板匹配正確密鑰值模塊用于對(duì)所述顯示結(jié)果的異或操作的功耗曲線進(jìn)行模板匹配，匹配出得到正確密鑰值。

本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法及裝置，所述方法包括：獲取輸入的加密密鑰，對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行SM4算法密鑰擴(kuò)展；采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過執(zhí)行延時(shí)函數(shù)得到顯示結(jié)果；對(duì)所述顯示結(jié)果的異或操作的功耗曲線進(jìn)行模板匹配，匹配得到正確密鑰值。通過在算法程序?qū)崿F(xiàn)中添加延時(shí)函數(shù)來采集SM4算法密鑰擴(kuò)展中輪密鑰和輪常數(shù)異或部分的功耗曲線，通過這個(gè)方案，不僅能夠清晰的觀察到每8比特輪常數(shù)和8比特密鑰異或所產(chǎn)生的能量，而且可以通過預(yù)先構(gòu)建的模板快速匹配的方法恢復(fù)密鑰信息，使得匹配得到正確密鑰值精準(zhǔn)度、速度大大提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種SM4算法密鑰擴(kuò)展部分的模板攻擊方法實(shí)現(xiàn)流程示意圖；