[发明专利]一种对简单掩码的SM4算法进行二阶侧信道能量分析方法

摘要

本发明公开了一种对简单掩码的SM4算法进行二阶侧信道能量分析方法，该方法针对4个S盒输出所带掩码值相同的SM4算法掩码防护实现进行如下步骤：(1)采集能量迹，建立采样能量消耗矩阵；(2)对上步能量消耗矩阵进行预处理；(3)选择攻击点进行CPA或DPA分析，获得rki，0；(4)重新选择S盒运算部分，按照步骤(2)、(3)分析获得rki，u；(5)对前／后4轮进行步骤(2)(3)(4)获得轮密钥通过密钥逆扩展运算获得初始密钥。本发明的技术方案创新地提出了新的二阶能量分析方法，开拓了SM4密码算法攻击的新局面，扩展了对SM4算法的侧信道能量分析手段，能够更全面有效地对SM4密码算法进行侧信道能量分析；本技术方案的方法是针对常见的掩码防护措施，实用性强。

主权项

一种对简单掩码的SM4算法进行二阶侧信道能量分析方法，其特征在于，该方法针对4个S盒输出所带掩码值相同的SM4算法掩码防护实现进行如下步骤：(1)采集运算时的能量迹，建立采样能量消耗矩阵；(2)对上步的实测的能量消耗矩阵进行预处理；(3)对于SM4算法的第i轮加/解密运算，选择第0个带掩码的S盒输出与第j个带掩码输出的异或作为攻击点进行CPA或DPA分析，获得rki,0,这里a是掩码，rki,0是猜测的轮密钥；(4)重新选择S盒运算部分，按照步骤(2)步设置第0个S盒与第u个S盒在能量迹上的时间距离范围，进行预处理获得新的能耗矩阵E'(N×T')，以作为攻击点，已知rki,0的值，猜测轮密钥rki,u的28个不同值，依照上述(3)的CPA/DPA分析分别获得rki,u的正确值，u依次为1、2、3，从而得到第i轮轮密钥rki；(5)分别对前/后4轮进行步骤(2)(3)(4)依次获得轮密钥rk0,rk1,rk2,rk3或rk31,rk30,rk29,rk28后通过密钥逆扩展运算获得初始密钥。