[发明专利]一种针对AES算法线性部分的高效掩码防护方法

摘要

本发明公开了一种针对AES算法线性部分的高效掩码防护方法。本方法为：1)生成掩码矩阵M′、M；然后利用M对待保护的中间值矩阵Q进行保护，即Q⊕M；2)对Q⊕M进行非线性运算，结果记为S；利用M’对S进行保护，即S⊕M′；3)对S⊕M′进行行移位变换，得到矩阵S'；4)利用S'对AES加密算法进行列混淆运算，得到矩阵T；5)更新M，进行正常的轮密钥加，更新前后的掩码矩阵M均为斜线上的掩码相同；6)重复步骤2)～5)多轮；当执行到最后一轮的线性运算时，只进行行移位变换和正常的轮密钥加，然后将变换后的S'与M’异或后作为AES的运算结果输出。

主权项

1.一种针对AES算法线性部分的高效掩码防护方法，其中每一轮其步骤为：1)生成4个随机8bit掩码m′0,m′1,m′2,m′3，并用这4个掩码循环排列组成4×4的掩码矩阵M′；以及生成4个随机8bit掩码m0,m1,m2,m3，并用这4个掩码循环排列组成4×4的掩码矩阵M；然后利用掩码矩阵M对一阶掩码方案中待保护的中间值矩阵Q进行保护，即生成新的中间值矩阵Q⊕M；2)对该中间值矩阵Q⊕M进行非线性运算，输出结果记为S，并利用掩码矩阵M’对S进行保护，生成受掩码保护的矩阵S⊕M′；3)对S⊕M′进行行移位变换，得到变换后的矩阵S'；4)利用该矩阵S'对AES加密算法进行列混淆运算，得到矩阵T；其中，列混淆运算过程中引入一随机数r对该矩阵T中每一元素进行保护；5)在对AES加密算法进行列混淆运算后，对掩码矩阵M进行更新，更新前后的掩码矩阵M均为斜线上的掩码相同，在掩码刷新之后，正常执行轮密钥加过程(此过程与其它的一阶掩码轮密钥加模块相同)；6)重复步骤2)～5)多轮；当执行到最后一轮的线性运算时，只进行步骤3)的行移位变换和轮密钥加操作，然后将变换后的S'与掩码矩阵M’异或后作为AES的运算结果输出。