基于秘密共享的SM4算法S盒实现方案

来源：计算机工程杂志2018年第11期北京时间：

作者：李新超,钟卫东,刘明明,李栋

单位：武警工程大学 a.网络与信息安全武警部队重点实验室; b.密码工程学院,西安 710086

摘要：针对现有的SM4算法掩码方案不能完全抵抗差分功耗分析(DPA)攻击的现状,提出一种基于秘密共享抵抗DPA攻击的方案。通过将输入变换到复合域中求逆,结合秘密共享、门限方案构造一个新型S盒。S盒利用秘密共享函数代替仿射变换,在乘法器分组中采用虚拟值法,并在反相器中引入分解法,使得实现方案具有较少的运算次数和较低的空间占比。安全性分析与实验结果表明,该方案所构造的S盒可有效抵御高阶DPA攻击及glitch攻击,且具有较低的功率消耗。

关键词：SM4算法, 差分功耗分析, S盒,秘密共享, 虚拟值,复合域

基金资助：国家自然科学基金(U1636114);国家社会科学基金(16btj033)