[发明专利]密码设备和方法

说明书

一些实施例涉及一种电子密码设备，该电子密码设备被布置为对输入数据执行密码操作以获得输出数据。密码设备将内部状态存储为份额集合。对应于份额集合的傅立叶系数满足它们之间的预定关系。通过重复更新内部状态来执行密码操作。

技术领域

本发明涉及密码设备、密码方法和计算机可读介质。

背景技术

如果仅知道原语输入和输出的攻击者无法提升其权限(例如，获取秘密密钥、加密消息、解密消息等)，则在黑盒模型中将密码原语称为安全的。然而在实践中，攻击者通常不在黑盒模型中进行操作，并且实际上，他们所获得的信息不仅仅是输入和输出。例如，在灰盒模型中，假定攻击者可以访问一些与原语的执行有关的信息。这些附加的信息来源称为“边通道(side-channel)”。例如，边通道包括操作花费的时间量或者被消耗的功率的量等等。在一个更强大的模型(所谓的白盒模型)中，并且攻击者可以完全访问原语的所有内部变量。攻击者还可以甚至在程序运行时修改变量。即使这样，白盒实施方式也旨在防止从程序中提取秘密密钥。

抵抗白盒攻击的实施方式有时被实现为对编码数据进行操作的编码表网络。在S.Chow等人的论文“White-Box Cryptography and AES Implementation”中提出了分组密码AES(高级加密标准)的白盒实施方式(以下称为“Chow”，并且在此通过引用并入)。Chow形成了AES的实施方式，所述实施方式完全由表查找操作组成。通过若干中间方法，明文密码被变换为采用这种形式的实施方式，使得可以使用表网络来计算AES。通过在表网络中对表进行编码，可以提高系统对分析和攻击的抵抗力。Chow中使用的技术也可以应用于其他分组密码。

尽管很难分析使用表网络的白盒实施方式，但是基于表的分组密码实施方式仍然可能容易受到一些攻击。有趣的是，在灰盒模型上下文中开发的攻击有时也可以有效针对白盒实施方式。因此，避免灰盒模型下的攻击也可能是白盒模型中的有效的对策。此类攻击的示例可以在Joppe W.Bos等人的论文“Differential Computation Analysis:Hidingyour White-BoxDesigns is Not Enough”中找到。

有必要更好地保护密码原语的计算机实施方式免受攻击；特别是针对应用于白盒实施方式的灰盒类型攻击提供了更好的保护。

在此引用公开的PCT专利申请WO 2017/063986A1(“A Cryptographic Device andan Encoding Device”)。

发明内容

提出了解决这些和其他问题的改进的密码设备。

密码设备是电子设备。例如，该设备可以是移动电子设备，例如移动电话。电子设备可以是机顶盒、智能卡、计算机等。本文描述的密码设备和/或密码方法可以在广泛的实际应用中应用。此类实际应用包括：安全性、密码学、内容保护、复制保护、财务应用、隐私保护、通信应用等。

根据本发明的方法可以在计算机上作为计算机实现的方法来实现，或者可以在专用硬件中实现，或者二者的组合。用于根据本发明的方法的可执行代码可以被存储在计算机程序产品上。计算机程序产品的实例包括存储器设备、光学存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的非暂时性程序代码，当所述程序产品在计算机上执行时，用于执行根据本发明的方法。

在优选实施例中，计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码适于在计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤。优选地，计算机程序被体现在计算机可读介质上。

本发明的另一方面提供了一种使计算机程序可用于下载的方法。当将计算机程序被上载到例如苹果的App Store、谷歌的Play Store或微软的Windows Store并且当可以从此类商店下载计算机程序时，此方面被使用。

附图说明