基于MetaCrypto平台的SM4密码算法实现

1

作者 肖超恩 许弘可 +3 位作者 郑玉崝 王建新 张磊 程心雨 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2024年第2期185-192,共8页

针对现有通用编程语言在实现密码算法时存在编程难度大和可维护性差等问题,提出了一种基于MetaCrypto平台的密码算法实现方式。基于MetaCrypto平台的MCL元语言和映射原理,实现了SM4密码算法模型和Python语言映射接口,完成了从SM4密码算... 针对现有通用编程语言在实现密码算法时存在编程难度大和可维护性差等问题,提出了一种基于MetaCrypto平台的密码算法实现方式。基于MetaCrypto平台的MCL元语言和映射原理,实现了SM4密码算法模型和Python语言映射接口,完成了从SM4密码算法模型到Python语言的代码生成;对映射为Python平台的SM4算法进行正确性验证和加/解密速率测试,并比较了x86架构、ARM架构、LoongArch架构下的加/解密速率。实验结果显示MetaCrypto平台输出的SM4密码算法结果与官方参考文档的测试向量完全相同,验证了其正确性;在实现加/解密速率方面,基于64 Kbit的数据量在x86架构CPU下达到了0.327 Mbit·s^(-1),在ARM架构CPU下达到了0.254 Mbit·s^(-1),在LoongArch架构CPU下达到了0.145 Mbit·s^(-1),与GMSSL-Python实现库基本一致。 展开更多

关键词 sm4密码算法 MetaCrypto平台 Python语言映射接口 代码映射

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针对SM4密码算法的模板攻击

2

作者 匡晓云 黄开天 +2 位作者 兰天 杜之波 吴震 《成都信息工程大学学报》 2021年第5期499-502,共4页

目前针对SM4密码算法的侧信道攻击研究主要是故障分析攻击和相关性能量分析攻击,为了探索模板攻击针对SM4密码算法分析攻击应用问题,提出了针对SM4密码算法的模板攻击方法,模板构建时,选择SM4密码算法的S盒输出作为能量分析攻击点,汉明... 目前针对SM4密码算法的侧信道攻击研究主要是故障分析攻击和相关性能量分析攻击,为了探索模板攻击针对SM4密码算法分析攻击应用问题,提出了针对SM4密码算法的模板攻击方法,模板构建时,选择SM4密码算法的S盒输出作为能量分析攻击点,汉明重量作为能量分析模型,构建关于S盒输出的模板,模板匹配时,选择多条曲线的联合概率进行匹配,概率最大值对应的密钥即为攻击出的正确密钥。针对SM4密码算法智能卡实测实验,验证了该攻击方法的有效性。该攻击方法不仅可以应用到针对SM4密码算法其他攻击点的模板攻击,而且对其他分组密码算法的模板攻击具有借鉴意义。 展开更多

关键词 侧信道攻击 模板攻击 sm4密码算法 S盒

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SM4分组密码算法综述 被引量：79

3

作者 吕述望 苏波展 +2 位作者 王鹏 毛颖颖 霍利利 《信息安全研究》 2016年第11期995-1007,共13页

SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算... SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算法的算法流程、结构特点及其密码特性,以及SM4算法的安全性分析研究现状,并与国际标准分组算法的安全性进行了对比. 展开更多

关键词 sm4分组密码算法 差分密码分析 线性密码分析 S盒

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SMS4密码算法高速引擎实现 被引量：8

4

作者 周洲 何一凡 +1 位作者 沈海斌 赵旭鑫 《电子器件》 CAS 2007年第4期1469-1471,1480,共4页

SMS4是国内公布的无线局域网分组密码算法,文章在分析该算法特点的基础上,介绍了一种单轮内流水的高速引擎实现结构.通过配置多个引擎进行二次流水或并行处理,可以灵活调整输出性能和硬件开销,以适应不同应用的需求.在FPGA的对比测试中... SMS4是国内公布的无线局域网分组密码算法,文章在分析该算法特点的基础上,介绍了一种单轮内流水的高速引擎实现结构.通过配置多个引擎进行二次流水或并行处理,可以灵活调整输出性能和硬件开销,以适应不同应用的需求.在FPGA的对比测试中,相同输出性能下,具有比32轮流水线结构更小的硬件开销.而且在单引擎应用时,SMS4加/解密系统可以非常容易的在低端的Spartan Ⅱ XC2S50 FPGA上实现. 展开更多

关键词 smS4密码算法 无线局域网 流水线 多引擎 FPGA

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一种新型的基于FPGA的SMS4密码算法电路设计 被引量：2

5

作者 倪奎 王安文 +1 位作者 旷捷 罗军 《电子技术应用》 北大核心 2009年第6期26-29,33,共5页

提出一种新型的基于FPGA硬件实现的SMS4分组密码算法电路设计。相对于常用的流水线设计方法和迭代设计方法,此设计将流水线和迭代运算相结合,结合了前者较高处理速度和后者较小实现面积的优点,达到了较好的性能,对WLAN商用密码算法的FPG... 提出一种新型的基于FPGA硬件实现的SMS4分组密码算法电路设计。相对于常用的流水线设计方法和迭代设计方法,此设计将流水线和迭代运算相结合,结合了前者较高处理速度和后者较小实现面积的优点,达到了较好的性能,对WLAN商用密码算法的FPGA硬件实现有参考意义。通过Quartus II 8.0软件时序仿真验证了此设计的正确性,并使用以Cyclone II FPGA芯片为核心的DE2开发板验证了此设计的可实现性。 展开更多

关键词 FPGA WLAN smS4密码算法 流水线

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SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究 被引量：2

6

作者 滕永平 陈运 +2 位作者 陈俊 黄永远 程思鹏 《成都信息工程学院学报》 2014年第1期13-18,共6页

SM4算法是中国无线局域网产品的分组密码算法。功耗分析由于代价低、攻击效率高,因此对密码算法形成了很大的威胁。以SM4算法为研究对象,STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台,采集相同密钥不同明文的SM4密码算法功耗曲线,分别研究了差分... SM4算法是中国无线局域网产品的分组密码算法。功耗分析由于代价低、攻击效率高,因此对密码算法形成了很大的威胁。以SM4算法为研究对象,STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台,采集相同密钥不同明文的SM4密码算法功耗曲线,分别研究了差分功耗分析及相关功耗分析的攻击方法。实验结果表明:使用相关功耗分析,210条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥;使用差分功耗分析,3500条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥。 展开更多

关键词 密码分析 边信道攻击 sm4密码算法 差分功耗分析 相关功耗分析

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SM4分组密码算法在RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议中的应用 被引量：3

7

作者 左林 刘贞 王一民 《铁路通信信号工程技术》 2020年第8期24-27,共4页

RSSP-II铁路信号安全通信协议是铁路信号领域的安全软件产品。目前,其使用的加密算法为3DES算法,可防护数据在传输过程中的损坏、伪装等安全风险。为实现技术自主可控、增强核心竞争力,提出采用中国国家标准SM4分组密码算法代替既有的3... RSSP-II铁路信号安全通信协议是铁路信号领域的安全软件产品。目前,其使用的加密算法为3DES算法,可防护数据在传输过程中的损坏、伪装等安全风险。为实现技术自主可控、增强核心竞争力,提出采用中国国家标准SM4分组密码算法代替既有的3DES算法,并进行仿真和实物测试验证。 展开更多

关键词 铁路安全通信协议 数据加密标准 消息验证码 sm4分组密码算法

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SM4算法前四轮约减轮故障注入分析 被引量：1

8

作者 王恺 吴震 +3 位作者 杜之波 王敏 王燚 习伟 《成都信息工程大学学报》 2019年第5期457-461,共5页

针对SM4密码算法,提出一种新型的约减轮故障攻击方法,故障注入于加密算法的前4轮中,使加密算法的后续迭代轮数减少,对故障数据进行筛选和分析,理论上由4个错误密文就可以恢复128 bit的初始密钥,从而完成攻击。方法对比现有针对SM4的差... 针对SM4密码算法,提出一种新型的约减轮故障攻击方法,故障注入于加密算法的前4轮中,使加密算法的后续迭代轮数减少,对故障数据进行筛选和分析,理论上由4个错误密文就可以恢复128 bit的初始密钥,从而完成攻击。方法对比现有针对SM4的差分故障攻击方法有很大的简化,提高了攻击效率。利用攻击方法对无防护SM4算法的智能卡进行了约减轮故障注入攻击,实验结果表明攻击方法行之有效,也可以扩展到其他分组密码。 展开更多

关键词 信息安全 硬件安全 sm4密码算法 故障注入 分组密码 约减轮故障

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一种基于动态思想的SMS4算法改进与实现 被引量：5

9

作者 周术洋 彭蔓蔓 肖小欢 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第9期86-88,92,共4页

SMS4算法是国家商用密码管理办公室于2006年1月公布的用于无线局域网产品的分组对称密码算法.文中介绍了SMS4算法的原理,在原算法的基础上基于动态思想对其进行了改进,并实现了改进后的算法.同时针对改进后的算法的安全性和效率与原算... SMS4算法是国家商用密码管理办公室于2006年1月公布的用于无线局域网产品的分组对称密码算法.文中介绍了SMS4算法的原理,在原算法的基础上基于动态思想对其进行了改进,并实现了改进后的算法.同时针对改进后的算法的安全性和效率与原算法进行了对比分析. 展开更多

关键词 密码学 动态思想 smS4密码算法 安全性

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基于SAKURA-G实验板的SM4硬件电路能量攻击研究 被引量：1

10

作者 胡文静 王安 +1 位作者 乌力吉 谢鑫君 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第4期15-20,共6页

目前,公开研究SM4能量攻击的实验中,功耗波形都采用计算机仿真、单片机软件实现等手段,这与实际中使用的SM4硬件电路实现的功耗尚有很大差别.由此分析了一种SM4算法硬件电路实现的安全性,将它的Verilog硬件电路下载到SAKURA-G开发板中,... 目前,公开研究SM4能量攻击的实验中,功耗波形都采用计算机仿真、单片机软件实现等手段,这与实际中使用的SM4硬件电路实现的功耗尚有很大差别.由此分析了一种SM4算法硬件电路实现的安全性,将它的Verilog硬件电路下载到SAKURA-G开发板中,并采集其实际运行时的功耗信息.通过相关性能量分析技术对首轮S盒输入、首轮S盒输出、首轮输出寄存器多个可能泄露信息的位置进行攻击,还原了首轮子密钥.通过相同方法可以还原第2~4轮子密钥,最终推导128比特源密钥.最后分别从系统级和算法级探讨了相应的防御对策. 展开更多

关键词 sm4分组密码算法 相关性能量分析 SAKURA-G

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铁路信号安全通信协议中消息验证码算法的安全性分析和改进 被引量：7

11

作者 张淼 耿宏亮 《铁路通信信号工程技术》 2014年第6期4-7,17,共5页

通过比较TDES算法与AES和SM4算法,分析铁路信号安全通信协议(RSSP-II)中消息验证码(MAC)算法的安全性弱点,提出采用以AES和SM4为核心的MAC改进算法,并对改进的算法进行半实物仿真实验。分析和实验结果证明:改进后的算法具有更高的实时性。

关键词 铁路信号安全通信协议 对称加密算法 消息验证码 三重DES加密算法 高级加密算法 sm4分组密码算法

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数据防泄漏的隐秘算法研究

12

作者 朱小娟 张宁池 +3 位作者 田叶 张宇 吴佳梅 闵惠明 《信息技术》 2020年第3期90-94,共5页

针对网络数据中的不稳定因素和不安全隐患,提出一种数据防泄漏的隐秘算法。通过分析数据泄露的原因和途径,建立数据防泄漏的算法模型,通过该算法模型,实现设备客户端与云端服务器之间的数据安全交互,在数据安全防护时,应用SM4分组密码... 针对网络数据中的不稳定因素和不安全隐患,提出一种数据防泄漏的隐秘算法。通过分析数据泄露的原因和途径,建立数据防泄漏的算法模型,通过该算法模型,实现设备客户端与云端服务器之间的数据安全交互,在数据安全防护时,应用SM4分组密码算法加强数据的安全性能。SM4分组密码算法被划分数据加密算法、数据解密算法和密钥扩展算法,文中分别对该三种算法进行了介绍,并构建出适用于三者算法的数据通讯链路。试验证明,采用数据防泄漏的隐秘算法能够有效地防止数据丢失,提高数据的完整性能。 展开更多

关键词 网络数据 数据防泄漏 隐秘算法 sm4分组密码算法

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