[发明专利]一种轮输出为算术掩码的ZUC序列密码算法掩码防护方法

权利要求书

1.一种轮输出为算术掩码的ZUC序列密码算法掩码防护方法,其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)选择需要掩码的轮数，初始化前N轮，1≤N≤32，r∈{0,1,…,N-1}为当前轮数，选择4个32比特随机掩码m1、m2、m3、m4，令m1＝(c0,c1,c2,c3)，m2＝(d0,d1,d2,d3)，ci、di(i＝0,1,2,3)分别为8位随机数，第1轮F函数的输入R1、R2分别与m1、m2相加，得到带掩码输入R1+m1、R2+m2；若是第r(r∈{1,…,N-1})轮F函数输入R1、R2，由于前1轮S盒输出带有掩码防护为R1+m1、R2+m2，无需再加上掩码值；

(2)对于前N轮中每1轮的输入X1和X2分别加上掩码防护转化成X1-m1+m3和其中Xi(0≤i≤3)为ZUC算法LFSR寄存器单元中抽取比特组成的32比特字；

(3)R1+m1加上X1-m1+m3得到R1+X1+m3＝W1+m3；R2+m2加上得到其中W1＝X1+R1；已知W1+m3、m3，代入转化函数g(x,y)可转成异或运算已知和代入转化函数为g(x,y)转成异或运算其中转化函数g(x,y)定义为：

(4)左右两边和经过16位移位后，分别为其中mi,H、mi,L(i＝3,4)分别为mi的高/低16比特值，Wi,H、Wi,L(i＝1,2)分别为Wi的高/低16比特值；再对应分别进行L1线性运算，左边转化成L2线性运算后，右边转化成令L1(m3,L||m4,H)＝(a0,a1,a2,a3)，L2(m4,L||m3,H)＝(b0,b1,b2,b3)，ai、bi(i＝0,1,2,3)分别为8位随机数；

(5)进行S盒掩码运算，左边32位S盒SL'共包括4个8位小S盒S'L,0、S'L,1、S'L,2、S'L,3，即SL'＝(S'L,0,S'L,1,S'L,2,S'L,3)，其中，i∈{0,1,2,3}，“+”为32位加法运算，右边32位S盒SR'共包括4个8位小S盒S'R,0、S'R,1、S'R,2、S'R,3，SR'＝(S'R,0,S'R,1,S'R,2,S'R,3)，其中，运算后得到新1轮的R1+m1、R2+m2，依次进行N轮迭代运算；

(6)对于F函数的W输出，对每1轮的X0加掩码防护得到则已知和通过转化函数g(x,y)可得已知和(-m2)，通过转化函数h(x,y)可得加上R2+m2可得获得正确的W输出，转化函数为h(x,y)定义为：