SM4抗差分功耗分析轻量级门限实现

来源：计算机应用杂志2023年第11期北京时间：

作者：蒲金伟, 高倾健, 郑欣, 徐迎晖

单位：广东工业大学 自动化学院，广州 510006

摘要：针对SM4门限实现（TI）面积大、随机数消耗多的问题，提出一种SM4门限实现的改进方案。在满足门限实现理论的情况下，对S盒非线性求逆进行了无随机共享，并引入面向域的乘法掩码方案，将S盒随机数消耗减少至12 bit；基于流水线思想，设计了新的8 bit数据位宽的SM4串行体系结构，复用门限S盒，并优化SM4线性函数，使SM4门限实现面积更加紧凑，仅6 513 GE，相较于128 bit数据位宽的SM4门限实现方案，所提方案的面积减小了63.7%以上，并且更好地权衡了速度和面积。经侧信道检验，所提出的改进方案具备抗一阶差分功耗分析（DPA）能力。

关键词：SM4,差分功耗分析,门限实现,S盒,非线性求逆,无随机共享,面向域的乘法掩码方案

基金资助：广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2021A1515110777)