针对SM4的选择明文攻击：线性运算带来的难题与对策

来源：电子与信息学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：唐啸霖, 冯燕, 李志强, 郭叶, 龚关飞

单位：1.集成电路制造技术重点实验室(中国科学院)北京 1000292.中国科学院微电子研究所 北京 1000293.中国科学院大学 北京 100049

摘要：在硬件安全领域，各种侧信道攻击已受到广泛关注，这类攻击利用硬件泄漏的物理信息来推断密钥等敏感信息，其中能量分析攻击是最受关注的侧信道攻击技术之一。针对高级加密标准的能量分析攻击方法相对成熟，对于SM4算法，由于其轮运算包含特殊的线性变换模块，使得能量分析攻击更加困难。针对SM4的选择明文攻击方法可以规避线性变换模块带来的运算复杂度，但这些方法面临以下难题：如何构造四轮选择明文、如何恢复初始密钥、如何分辨对称攻击结果，以及如何排除高相关性错误猜测值。该文在深入分析难题产生原因的基础上，提出了相应的对策，并对SM4算法实现进行了能量分析攻击实验，结果表明：所提应对策略，能有效解决在SM4的选择明文攻击过程中，线性运算带来的难题。

关键词：SM4算法, 能量分析攻击, 选择明文, 线性运算

基金资助：国家重点研发计划(2020YFB2104600)