[发明专利]一种抗功耗攻击的SM4算法掩码S盒的实现方法有效
| 申请号： | 201710353396.1 | 申请日： | 2017-05-18 |
| 公开（公告）号： | CN106936569B | 公开（公告）日： | 2020-05-19 |
| 发明（设计）人： | 李艳华;张玉禄;律博 | 申请（专利权）人： | 北京万协通信息技术有限公司 |
| 主分类号： | H04L9/06 | 分类号： | H04L9/06;H04L9/00 |
| 代理公司： | 北京市盛峰律师事务所 11337 | 代理人： | 梁艳 |
| 地址： | 100085 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 功耗 攻击 sm4 算法 掩码 实现 方法 | ||
本发明公开了一种抗功耗攻击的SM4算法掩码S盒的实现方法，涉及密码算法硬件实现技术领域。该方法，是基于复合域的S盒实现方式，具体地，通过同构映射矩阵，将GF(28)的有限域求逆运算变到GF((22)2)2)的复合域进行，降低了设计难度，减小了芯片面积；另外，在复合域下基于正则基的求逆方式的基础上，通过对S盒进行掩码技术处理，利用随机数将数据掩藏起来，有效地防御了对SM4实施功耗攻击。
技术领域
本发明涉及密码算法硬件实现技术领域，尤其涉及一种抗功耗攻击的SM4算法掩码S盒的实现方法。
背景技术
对于分组密码算法来说，其安全性主要由非线性的S盒保证，因此S盒的实现方式变得尤其重要.
目前，官方所给出的分组密码算法中的SM4算法的S盒以查找表的方式表示，而按照这种方式实现的话，面积较大，效率较低，所以，急需找到一种实现方式，可以达到节省硬件资源的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗功耗攻击的SM4算法掩码S盒的实现方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗功耗攻击的SM4算法掩码S盒的实现方法，包括如下步骤：
S1，获取S盒的代数表达式：S(x)＝I(xA1+C1)A2+C2；
式中，A1，A2为8x8矩阵；C1，C2为行向量；
C1＝C2＝(11001011)
I(x)表示在GF(28)有限域上的求逆运算，所对应的8次不可约多项式为：
f(x)＝x8+x7+x6+x5+x4+x3+x2+1；
S2，利用同构映射矩阵进行同构映射，将有限域GF(28)中的元素从标准表示转换为复合域GF((22)2)2)的方法表示；
S3，将同构映射产生的数据，在GF((22)2)2)域上进行求逆运算；
S4，利用S2中同构映射矩阵的逆矩阵进行逆同构映射，将S3中得到的逆元从复合域中的表示转换为有限域GF(28)中的标准表示；
S5，将输出结果经过仿射变换，得到S(x)。
优选地，S2中，所述同构映射矩阵为：
S2包括如下步骤：
S201，将GF(28)的元素表示为GF(24)上的一次线性多项式：g＝(a1Y16+a0Y)，其中，所有系数都属于GF(24)；
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