一种基于门限实现的SM4算法S盒实现方案

来源：计算机工程与应用杂志2018年第17期北京时间：

作者：李新超1，2，钟卫东1，2，张帅伟1，2，马双棚1，2

单位：1.武警工程大学 网络与信息安全武警部队重点实验室，西安 710086 ；2.武警工程大学 密码工程学院，西安 710086

摘要：针对SM4算法的安全实现面临DPA攻击严重威胁的问题，提出了一种新的SM4算法门限S盒实现方案。该方案基于门限实现技术，通过构造秘密共享函数代替仿射变换，将S盒输入和输出均分成2组进行处理。S盒输入经过秘密共享函数处理后，进入到复合域中进行求逆运算，并采用添加掩码的方法构造了符合门限实现技术分组性质的乘法器，提高了S盒的安全性。该方案在设计和实现过程中均满足门限实现技术对于分组数量和性质的要求，通过安全性分析和实验验证，能够抵御一阶DPA攻击，且具有较低的实现面积和功率消耗。

关键词：SM4,差分功耗分析（DPA）,门限实现,复合域,掩码