[發明專利]數據處理和密鑰保護方法、裝置、設備、存儲介質

有效

• 申請號: 202111164095.7
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113609511B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 趙東艷;李娜;胡曉波;于艷艷;李德建;高鷹;成嵩;唐曉柯;胡毅;劉浩;邵瑾
• 申請（專利權）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 趙敏岑;王曉曉

本公開實施例公開了一種數據處理和密鑰保護方法、裝置、設備、存儲介質。其中，所述數據處理方法，用于消除數據串中的全零窗口，包括：數據獲取步驟，獲取輸入的密鑰數據；數據隨機化步驟，對所述密鑰數據進行隨機化處理，得到隨機化數據；全零窗口消除步驟，將隨機化數據減去預設非零序列，得到全零窗口消除數據，從而消除全零窗口。

技術領域

本公開涉及計算機技術領域，具體涉及數據處理和密鑰保護方法、裝置、設備、存儲介質。

背景技術

隨著信息技術和計算機技術的發展和廣泛應用，信息安全越來越受到人們的重視，而信息安全需要采用密碼算法。目前常用的1024位RSA算法面臨嚴重的安全威脅。由于SM2算法安全性高、計算量小、處理速度快等優勢，SM2密碼算法具有逐漸取代RSA算法的趨勢。例如，在各行業中大量使用了RSA加密算法，而SM2加密算法也在逐漸推廣。

在電力系統中，RSA加密算法、SM2加密算法可以廣泛應用于多種場景，例如：遠程抄表的數據加密傳輸、電力無線專網通信中無線終端和主站間的數據加密傳輸、配電網客戶端和安全網關間的數據加密傳輸等。電力系統中的RSA算法、SM2算法可以在芯片中實現，以獲得較高的可靠性和運算效率。

在芯片中實現的例如SM2算法等的加密算法的核心是點乘運算。點乘運算可以有例如私鑰的密鑰參與，并采用逐數據處理窗口的數據處理方式實現點乘運算。而在當前實現點乘運算的固定窗口法等傳統方法中，數據串中可能出現全零窗口，即其中的數據比特全為0的數據處理窗口。在傳統方法處理全零窗口時，與處理非全零窗口相比，電壓、電流、功率等芯片物理狀態有可能發生變化，比如有可能出現電壓、電流、功率下降等情況，使得其運算會不同，攻擊者可以根據不同運算產生的功耗曲線特征進行攻擊。通過檢測芯片物理狀態的變化，分析全零窗口，可以對點乘運算進行攻擊，從而導致密鑰的泄露，影響數據安全。因此，在數據處理方案中亟需一種消除數據串中全零窗口，從而消除由于全零窗口導致的芯片物理狀態的變化，避免數據處理過程中的點乘運算被攻擊，防止導致密鑰的信息泄露，以保護密鑰、保障數據安全的數據處理方案。在例如公鑰RSA算法、私鑰RSA算法的RSA算法的模冪運算中，同樣也會常常采用窗口法進行防護，因此也存在全零窗口導致芯片信息泄露物理狀態變化，從而可以被外部檢測、受到攻擊的問題。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本公開實施例提供一種數據處理和密鑰保護方法、裝置、設備、存儲介質和程序。

第一方面，本公開實施例中提供了一種數據處理方法，用于消除數據串中的全零窗口，包括：

數據獲取步驟，獲取輸入的密鑰數據；

數據隨機化步驟，對所述密鑰數據進行隨機化處理，得到隨機化數據；

全零窗口消除步驟，將所述隨機化數據減去預設非零序列，得到全零窗口消除數據。

結合第一方面，本公開在第一方面的第一種實現方式中，

所述數據隨機化步驟包括：采用最高位為1的整數字長的隨機數和橢圓曲線的階，對所述密鑰數據進行隨機化，得到所述隨機化數據。

結合第一方面或第一方面的第一種實現方式，本公開在第一方面的第二種實現方式中，

所述預設非零序列包括：在數據處理窗口中的至少一個比特為1，其余比特為0的序列。

結合第一方面或第一方面的第二種實現方式，本公開在第一方面的第三種實現方式中，

所述預設非零序列包括：在所述數據處理窗口中的任意一個比特為1，其余比特為0的序列。

結合第一方面的第三種實現方式，本公開在第一方面的第四種實現方式中，

所述預設非零序列包括：在所述數據處理窗口中的末位比特為1，其余比特為0的序列。