[发明专利]一种UOV签名的密钥恢复装置及方法

说明书

本发明公开了一种UOV签名的密钥恢复装置，包括：消息和签名模块，用于生成N对消息签名对；功耗曲线模块，用于采集每对消息签名对生成过程中产生的功耗曲线；密钥运算模块，用于依次选取UOV签名生成过程中所有密钥参与的计算公式；密钥猜测值模块，用于依次选取GF(2^k)中的元素作为每个所选取的计算公式中的密钥的猜测值；以及，中央处理模块，用于在每选取一个猜测值时，对N条功耗曲线进行分析，获得所述UOV签名算法中的密钥。相应地，本发明还公开了一种UOV签名的密钥恢复方法。本发明能够快速恢复密钥，发现UOV签名的安全性问题，从而为保护UOV提供技术支持。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种UOV签名的密钥恢复装置及方法。

背景技术

UOV签名是多变量签名的一种，它具有能够抵御量子计算机攻击的能力。它的安全性建立在一个NP-Hard问题的基础上，即求解有限域的多元二次方程组。

UOV签名的多变量结构含有一个中心映射变换和一个仿射变换：y₀，y₁，...，y_m-1是消息，x₀，x₁，...，x_n-1是签名，F是中心映射变换，L是仿射变换，密钥由F，L的参数组成。中心映射的逆变换包括一个多元二次方程组，是中心映射变换结果。仿射变换的逆变换的形式是的A是n×n的矩阵，b是长度为n的向量，A和b是密钥。

现有技术中，UOV签名的密钥恢复主要采用代数分析方法，效率较低，在一定程度上阻碍了UOV签名的广泛应用。

发明内容

本发明实施例提出一种UOV签名的密钥恢复装置及方法，能够快速恢复密钥，发现UOV签名的安全性问题，从而为保护UOV提供技术支持。

本发明实施例提供一种UOV签名的密钥恢复装置，包括：

消息和签名模块，用于基于UOV签名算法生成N对消息签名对；其中，N为大于2000的正整数；

功耗曲线模块，用于采集每对消息签名对生成过程中产生的功耗曲线，获得N条功耗曲线；

密钥运算模块，用于依次选取UOV签名生成过程中所有密钥参与的计算公式；

密钥猜测值模块，用于依次选取GF(2^k)中的元素作为每个所选取的计算公式中的密钥的猜测值；以及，

中央处理模块，用于调用所述消息和签名模块、所述功耗曲线模块、所述密钥运算模块和所述密钥猜测值模块，以及在每选取一个猜测值时，依次根据所述N对消息签名对中的消息获取所述计算公式的输入值并进行运算，获得N个输出值，并基于每个猜测值所对应的N个输入值和N个输出值，对所述N条功耗曲线进行分析，获得所述UOV签名算法中的密钥。

进一步地，所述密钥包括多个元素；依次选取GF(2^k)中的元素作为所述密钥中的每个元素的猜测值；

所述中央处理模块包括控制器和处理器；

所述控制器用于调用所述消息和签名模块、所述功耗曲线模块、所述密钥运算模块和所述密钥猜测值模块；

所述处理器用于对于所述密钥中的一个元素，在每选取一个猜测值进行运算后，计算每个输入值与其对应的输出值之间的汉明距离，获得每个猜测值所对应的N个汉明距离；其中，所述N个汉明距离和N条功耗曲线一一对应；

所述控制器还用于根据所述汉明距离对所述N条功耗曲线进行分组，使汉明距离大于预设值的功耗曲线为第一组，使汉明距离小于预设值的功耗曲线为第二组；

所述处理器还用于对两组功耗曲线进行差分运算，获得每个猜测值的曲线；