[发明专利]一种检测AES-JAMBU抵御差分故障攻击的方法

说明书

本发明提供了一种检测AES‑JAMBU抵御差分故障攻击的方法，首先通过AES‑JAMBU认证加密算法对明文消息进行处理，在此阶段控制两种不同的实验环境，一种是要令实验环境不受任何干扰，保证算法对明文消息处理的结果正确无误；另一种是在算法对明文消息处理的过程中，使用某些物理手段，对处理过程进行干扰，诱导其产生故障，获得错误的输出。通过计算正确结果和错误结果的差分值，来测评算法对差分故障攻击的抵御能力。然后通过判断所导入的故障的有效性，并确定故障导入的位置，进而恢复出密钥。本发明具有简单、快捷、准确且易于实现等特点，对检测AES‑JAMBU认证加密算法抵御差分故障攻击的能力提供了良好的分析依据。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种检测AES-JAMBU认证加密算法抵御差分故障攻击的方法，其可以用于评估出AES-JAMBU认证加密算法抵御差分故障攻击的能力，主要应用于测评封装了AES-JAMBU认证加密算法的产品的安全性。

背景技术

信息技术的飞速发展，使得技术人员在设计互联网的信息交互方式时，必须选用一种安全可靠的加密算法来保证消息的完整性以及保密性，正因为如此，加密算法的安全性问题一直受到国内外学者的重视。

AES-JAMBU是一种新型认证加密算法，由学者Wu.H和Huang.T于2014年3月提出，算法包括加密和认证两部分，不仅可以确保数据的保密性，而且能够保证数据的完整性。由于AES-JAMBU属于对称密码算法，因此其不得不面对差分故障攻击的威胁。

在密码分析学中，差分故障攻击属于选择明文攻击一类，其针对分组密码的结构和轮函数的特性，将故障攻击和差分分析相结合，通过多次实验，在执行算法时导入故障，并分析故障对密文的影响，计算出密钥的可能取值，最终恢复出密钥。目前还没有公开的报告评估AES-JAMBU加密算法抵御差分故障攻击的能力，为封装了AES-JAMBU的产品带来了安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何对AES-JAMBU认证加密算法抵御差分故障分析的能力进行评估。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种检测AES-JAMBU抵御差分故障攻击的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：随机生成需要处理的明文消息M；

步骤2：利用AES-JAMBU加密算法处理M，得到正确输出和错误输出，分别记为(C,T)和(C^*,T^*)；C和C^*由AES-JAMBU加密算法的加密部分产生，T和T^*由AES-JAMBU加密算法的认证部分产生；定义如下：

C:使用AES-JAMBU处理明文消息M所得到的正确密文；

C^*:使用AES-JAMBU处理明文消息M并导入故障后所得到的错误密文；

T：使用AES-JAMBU处理明文消息M所得到的正确验证标签；

T^*：使用AES-JAMBU处理明文消息M并导入故障后所得到的错误标签；

步骤3：分别计算差分值C⊕C^*、T⊕T^*，结果记为ΔC、ΔT；⊕表示异或运算；

步骤4：分析ΔC和ΔT，获取ΔC和ΔT中各个字节的差分比例，判断AES-JAMBU算法是否受到差分故障攻击的影响，并推导出故障导入的位置，分析该位置故障的有效性；

步骤5：通过利用步骤4中ΔC和ΔT各个字节的差分比例来缩小密钥的搜索空间后，利用穷举法来猜测密钥，进而破解密钥。

优选地，所述步骤4的具体方法如下：