[发明专利]一种基于随机掩码防护的内存加密装置及其方法

摘要

本发明公开了一种基于随机掩码防护的内存加密装置及其方法。所述内存加密装置包括随机掩码生成电路、密钥生成电路和加密运算电路，随机掩码生成电路和密钥生成电路分别连接加密运算电路，其中，加密运算电路包括线性变换单元、非线性变换单元、掩码运算单元和寄存器。本发明在内存加密装置中引入实时可变的随机掩码，通过非线性变换中加入掩码运算或实时更改非线性对应关系，破坏明文加密运算过程中的功耗变化规律，削弱密文与明文之间的相关性，提高了内存加密装置的抗功耗分析能力和安全性。同时，也提高了算法轮函数的安全性，满足了低功耗需求。此外，本发明提供的内存加密方法输入数据位宽可配，可移植性强。

主权项

1.一种基于随机掩码防护的内存加密装置，其特征在于，所述内存加密装置包括随机掩码生成电路、密钥生成电路和加密运算电路，随机掩码生成电路和密钥生成电路分别连接加密运算电路，其中，加密运算电路包括线性变换单元、非线性变换单元、掩码运算单元和寄存器；随机掩码生成电路包括随机数发生器，随机数发生器生成随机掩码，存储于寄存器中；密钥生成电路，生成随机密钥，存储于寄存器中；加密运算电路采用轮变换结构，由两轮及以上的轮变换组成，轮变换中包括线性变换和非线性变换，线性变换与非线性变换的形式、次序和次数不限；加密运算电路开始工作后，先读取寄存器中的随机密钥和明文信息，进行线性变换运算，线性变换的结果输入非线性变换单元中，掩码运算单元读取随机掩码，进行掩码运算，掩码运算的结果输入非线性变换单元中，非线性变换单元读取线性变换的结果和掩码运算的结果进行非线性变换运算，非线性变换的结果输入线性变换单元中，随后，加密运算电路读取随机密钥和非线性变换的结果进行线性运算，并将线性运算结果存入寄存器，寄存器输入到下一次轮变换中，同时，加密运算电路依据应用需求，将轮变换进行重复指定次数，并最终将明文信息变换成密文信息。