[发明专利]基于依赖密钥的S盒的SM4白盒实现方法

摘要

白盒技术是指通过查表来实现密码算法密钥保护的技术。本发明给出了基于依赖密钥的S盒的SM4白盒实现方法。本发明属于信息安全技术领域，涉及密码算法。基于依赖密钥的S盒的SM4白盒实现方法有两个基本算子构成，它们分别为D盒、R盒。本发明给出了详细的基于依赖密钥的S盒的SM4白盒实现方法以及安全性分析。

主权项

一种基于依赖密钥的S盒的SM4白盒算法，其特征在于包括：SM4白盒加密/解密算法共有32轮，每轮需要16个D盒和4个R盒。第r轮以4个32比特数值(x′r+2，x′r+1，x′r，x′r‑1)＝(Er+2(xr+2)，Er+1(xr+1)，Er(xr)，Er‑1(xr‑1))为输入，其中，l＝r‑1，r，r+1，r+2，r＝1，2，…，32，xl是标准SM4算法的中间值，计算一个新的32比特数值x′r+3＝Er+3(xr+3)。每轮计算步骤如下：(1)---sr←Dr,3,3(xr+2,3′)⊕Dr,3,2(xr+2,2′)⊕Dr,3,1(xr+2,1′)⊕Dr,3,0(xr+2,0′)⊕Dr,2,3(xr+1,3′)⊕Dr,2,2(xr+1,2′)⊕Dr,2,1(xr+1,1′)⊕Dr,2,0(xr+1,0′)⊕Dr,1,3(xr,3′)⊕Dr,1,2(xr,2′)⊕Dr,1,1(xr,1′)⊕Dr,1,0(xr,0′);]]>(2)---xr+3′←Rr,3(sr,3)⊕Rr,2(sr,2)⊕Rr,1(sr,1)⊕Rr,0(sr,0)⊕Dr,0,3(xr-1,3′)⊗Dr,0,2(xr-1,2′)⊗Dr,0,1(xr-1,1′)⊗Dr,0,0(xr-1,0′);]]>其中：(a)x′l，j是x′l的第j个字节；(b)sr是32比特中间值；(c)sr，j是sr的第j个字节；整个SM4白盒算法以(x′3，x′2，x′1，x′0)为输入，经过32轮变换后，输出(x′35，x′34，x′33，x′32)，其中要保护E3，E2，E1，E0，E35，E34，E33，E32以及它们的逆。