[發明專利]基于白盒CLEFIA加密方法的軟件篡改檢測方法

有效

• 申請號: 202110426313.3
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113111317B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 陳杰;姚思;羅一諾
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F21/12
• 分類號: G06F21/12;G06F21/60;G06F21/64;H04L9/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出一種基于白盒CLEFIA加密方法的軟件篡改檢測方法，用于解決現有技術中存在的檢測軟件尺寸較小的問題，實現步驟為：設置黑盒CLEFIA加密方法參數；構造仿射變換函數；構造白盒CLEFIA加密方法中輪函數的查找表ELUT；構造待檢測軟件的二進制代碼文件的查找表CLUT；構造輔助運算查找表WLUT；對白盒CLEFIA加密方法進行更新；判斷待檢測軟件是否發生篡改。

技術領域

本發明屬于軟件保護技術領域，涉及一種軟件篡改檢測方法，具體涉及一種基于白盒CLEFIA加密方法的軟件篡改檢測方法。

背景技術

得益于計算機技術的飛速發展，軟件需求得到了進一步的提升，研發人員因此開發出可以提供各式各樣服務的軟件供用戶使用，通過應用這些軟件使得用戶的日常生活變得更加便利，然而這些軟件為用戶提供便利的同時也為用戶的個人隱私帶來一些潛在的風險。近年來，軟件安全性問題屢見不鮮，其中,軟件篡改因其產生后果的嚴重性，在眾多安全性問題中“脫穎而出”，同時受到科研人員的廣泛關注。軟件篡改是指惡意攻擊者通過對軟件的二進制代碼文件進行修改，達到控制軟件一系列功能的目的，一旦軟件被惡意攻擊者控制將會對用戶的個人信息，包括家庭成員信息、健康狀況、社交狀況、財產情況等進行泄露甚至非法販賣。

基于加密方法的軟件篡改檢測方法是一種能夠及時發現軟件被惡意攻擊者篡改的有效方法，該方法將軟件是否發生篡改與加密方法的加密結果的正確性聯系起來，通過加密結果的正確性判斷軟件是否發生篡改，但隨著軟件需求的提升，軟件尺寸不斷增大，大大提高了基于加密方法的軟件篡改檢測方法的難度，因為目前基于加密方法的軟件篡改檢測方法只能為較小尺寸的軟件提供檢測，例如林婷婷，仲一昕等人在論文“SoftwareTamper Resistance Based on White-Box SMS4 Implementation”(ISIC.2019:486-495)中，公開了一種基于白盒SMS4加密方法的軟件篡改檢測方法：該方法將待檢測軟件的二進制代碼文件以1024字節為單位長度進行切割，得到長度為1024字節的128條代碼片段，將每一條代碼片段逐比特排列成由256行4字節組成的查找表，得到128張8比特輸入32比特輸入的查找表，然后，根據白盒SMS4加密方法中的查找表與代碼片段轉換的查找表進行異或運算構造輔助運算查找表，再將輔助運算查找表與代碼片段轉換的查找表的異或結果替換白盒SMS4加密方法中的查找表來更新白盒SMS4加密方法，通過更新的白盒SMS4加密方法的加密結果的正確性來檢測軟件是否發生篡改，但是其查找表的大小為8比特輸入32比特輸入，每次能夠實現為128KB尺寸下的軟件提供檢測，就目前用戶所使用的較大尺寸軟件而言，該方法并不適用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提出一種基于白盒CLEFIA加密方法的軟件篡改檢測方法，用于解決現有技術中存在的檢測軟件尺寸較小的技術問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案包括如下步驟：

(1)設置黑盒CLEFIA加密方法參數：

設黑盒CLEFIA加密方法的白化密鑰為WK₁、WK₂、WK₃和WK₄，該CLEFIA加密方法包括N個輪迭代，第n個輪迭代的輪函數為和WK₁和WK₂位于第1個輪迭代之前，WK₃和WK₄位于最后一個輪迭代之后，其中，N＝18，和分別表示和的輸入，且和的大小為有限域GF(2)³²上隨機生成的32比特向量，和分別表示和的輪密鑰，WK₁、WK₂、WK₃和WK₄，以及和的大小均為32比特，和的表達式分別為：