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基于FPGA的SM4算法高效实现方案
被引量:
2
1
作者
张宏科
袁浩楠
+3 位作者
丁文秀
闫峥
李斌
梁栋
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期140-150,共11页
针对SM4算法的FPGA实现方案存在数据处理速度不够高和逻辑资源占用过高的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能、低资源消耗的SM4算法实现方案。所提方案采用循环密钥扩展与32级流水线加解密相结合的架构,循环密钥扩展的方式...
针对SM4算法的FPGA实现方案存在数据处理速度不够高和逻辑资源占用过高的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能、低资源消耗的SM4算法实现方案。所提方案采用循环密钥扩展与32级流水线加解密相结合的架构,循环密钥扩展的方式降低了逻辑资源消耗,32级流水线加解密的方式提高了数据吞吐率。同时,所提方案采用代数式S盒并通过合并线性运算以及在不可约多项式的合并矩阵中筛选最优矩阵运算的方式进一步减少S盒变换的运算量,从而达到降低逻辑资源占用与提高工程数据吞吐率的目的。测试结果显示,该方案比现有最佳方案在数据吞吐率上提升了43%,且资源占用率降低了10%。
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关键词
sm4算法
FPGA实现
流水线架构
代数式S盒
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职称材料
WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设计
2
作者
杨亚涛
董辉
+1 位作者
张艳硕
马英杰
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第2期344-356,共13页
随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的...
随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.
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关键词
白盒密码
sm4算法
查找表
密钥混淆
密码攻击
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职称材料
针对SM4算法的约减轮故障攻击
被引量:
2
3
作者
王敏
吴震
+1 位作者
饶金涛
凌杭
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第S1期98-103,共6页
提出了一种新型的针对SM4算法的约减轮故障攻击,该攻击在加密算法的后4轮中导入故障,诱导缩减加密算法的迭代轮数,经过对故障数据的简单筛选,最终仅需4个错误密文即可恢复出完整的128 bit初始密钥,从而实现了对SM4的故障注入攻击。利用...
提出了一种新型的针对SM4算法的约减轮故障攻击,该攻击在加密算法的后4轮中导入故障,诱导缩减加密算法的迭代轮数,经过对故障数据的简单筛选,最终仅需4个错误密文即可恢复出完整的128 bit初始密钥,从而实现了对SM4的故障注入攻击。利用该方法对无防护SM4算法的能量曲线进行了实际故障注入攻击的实验表明,该攻击方法行之有效,并简化了现有针对SM4的差分故障攻击方法,提高了攻击效率。
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关键词
sm4算法
故障注入
约减轮
故障样本筛选
分组密码
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职称材料
SM4算法CTR模式的高吞吐率ASIC实现
被引量:
6
4
作者
王泽芳
唐中剑
《电子器件》
CAS
北大核心
2019年第1期173-177,共5页
针对同时要求安全性能高和吞吐率高的应用场景,基于支持并行实现的计数器模式SM4算法,提出一种高性能、可扩展的电路结构。该结构分离了控制平面和数据平面,并对数据平面进行了参数化,使得电路性能可依据吞吐率需求进行扩展。通过该结构...
针对同时要求安全性能高和吞吐率高的应用场景,基于支持并行实现的计数器模式SM4算法,提出一种高性能、可扩展的电路结构。该结构分离了控制平面和数据平面,并对数据平面进行了参数化,使得电路性能可依据吞吐率需求进行扩展。通过该结构,既可保障数据的安全性能,又可保证较高的吞吐率。FPGA实现结果显示,单通道设计的吞吐率可达14.647Gbit/s,而资源开销仅为7 423 ALMs。在0.18μm CMOS工艺下进行综合的芯片面积为0.271 mm^2。
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关键词
加密
sm4算法
ASIC实现
CTR模式
高吞吐率
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职称材料
国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用
被引量:
6
5
作者
陈刚
《信息通信》
2019年第3期149-151,共3页
随着车联网技术的不断发展,汽车不再是孤立的嵌入式系统。然而,开放的互联网也会把传统的网络安全问题带给汽车。在传统车载通信系统中,数据是以明文的形式进行传输,能够抵御来自互联网威胁的有效信息安全手段依然不足。对此,文章首先...
随着车联网技术的不断发展,汽车不再是孤立的嵌入式系统。然而,开放的互联网也会把传统的网络安全问题带给汽车。在传统车载通信系统中,数据是以明文的形式进行传输,能够抵御来自互联网威胁的有效信息安全手段依然不足。对此,文章首先介绍了国密SM4算法的基本原理,然后使用英飞凌Aurix TC234微控制器对CAN总线数据进行加密。实验结果表明,此方法可以有效地保护车内CAN总线数据,为国密SM4算法在车载通信系统中的应用提供一定参考。
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关键词
sm4算法
CAN总线
数据加密
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职称材料
SM4算法的FPGA优化实现方法
被引量:
29
6
作者
何诗洋
李晖
李凤华
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期155-162,共8页
数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPG...
数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPGA上实现。循环型架构面向资源节约优化,消耗193个SLICE,吞吐量为1.27 Gb/s;流水线型架构基于LUT、BRAM、BRAM+REGISTER方法实现,根据不同应用场景,3种方案能够在查找表、寄存器和块内存等资源消耗方面进行权衡和优化,吞吐量最高可达42.10 Gb/s。
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关键词
国密
sm4算法
现场可编程门阵列
架构优化
硬件实现
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职称材料
一种基于复合域的国密SM4算法快速软件实现方法
被引量:
5
7
作者
陈晨
郭华
+2 位作者
王闯
刘源灏
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2023年第2期289-305,共17页
成为ISO/IEC国际标准算法后,SM4的性能受到更多关注.目前针对SM4算法实现效率提升的方法主要集中在缩短S盒的运算时间,其中采用复合域实现的方法大都基于AES算法实现的复合域,而在GF((2^(4))^(2))上鲜有针对SM4算法软件实现的复合域被提...
成为ISO/IEC国际标准算法后,SM4的性能受到更多关注.目前针对SM4算法实现效率提升的方法主要集中在缩短S盒的运算时间,其中采用复合域实现的方法大都基于AES算法实现的复合域,而在GF((2^(4))^(2))上鲜有针对SM4算法软件实现的复合域被提出.本文首次在GF((2^(4))^(2))上找到了一个针对SM4算法S盒软件实现的复合域,给出一种基于复合域的SM4算法快速软件实现方法,使用穷举搜索和数学分析优化了算法S盒的复合域数学构造,构建了同构映射矩阵及其最小化目标函数,仅使用175个门函数就完成了S盒运算,平均每个输出比特占用22个门函数.基于比特切片技术,利用扩展指令集AVX2实现了SM4算法256组消息的并行化加密.每字节加解密平均耗时仅6.5个时钟周期.对硬件依赖程度低,经测试在Intel i5、Intel i7和AMD R7环境下均能显著提升SM4算法的计算效率,对有相似S盒结构的密码算法快速软件实现具有重要的参考价值.
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关键词
sm4算法
S盒
复合域
比特切片
AVX2扩展指令集
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职称材料
面向物联网的SM4算法轻量级实现
被引量:
8
8
作者
朱坤崧
戴紫彬
+2 位作者
张立朝
李伟
朱伟民
《电子技术应用》
北大核心
2016年第12期27-30,共4页
SM4算法是我国公布的第一个商用分组密码算法,目前已经得到了广泛的应用。为更好地适应物联网中资源受限设备处理能力低、存储空间小等特点,设计并实现了基于资源重用的SM4算法轻量级处理架构。子密钥扩展和轮函数交替使用核心电路完成...
SM4算法是我国公布的第一个商用分组密码算法,目前已经得到了广泛的应用。为更好地适应物联网中资源受限设备处理能力低、存储空间小等特点,设计并实现了基于资源重用的SM4算法轻量级处理架构。子密钥扩展和轮函数交替使用核心电路完成子密钥生成及加/解密运算,无需额外存储32轮迭代所需子密钥。密钥存储和检测电路以及可正/逆序生成固定参数的实时生成电路,可大幅提高解密处理效率。实验结果表明,所设计的轻量级处理架构资源占用小、品质因数高,非常适合于在物联网中资源受限设备上使用,具有广阔的应用前景。
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关键词
sm4算法
轻量级
资源重用
复合域
桶形移位器
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职称材料
SM4算法快速软件实现
被引量:
23
9
作者
张笑从
郭华
+2 位作者
张习勇
王闯
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2020年第6期799-811,共13页
SM4是对称分组密码国家标准.加解密计算效率是衡量算法实现性能的重要指标,而目前关于SM4软件实现方法方面的研究不多.利用比特切片技术,结合支持单指令多数据(SIMD)的AVX2指令集,本文提出了一种SM4算法的快速软件优化实现方法,使用256...
SM4是对称分组密码国家标准.加解密计算效率是衡量算法实现性能的重要指标,而目前关于SM4软件实现方法方面的研究不多.利用比特切片技术,结合支持单指令多数据(SIMD)的AVX2指令集,本文提出了一种SM4算法的快速软件优化实现方法,使用256位的YMM寄存器实现了SM4算法的256分组数据并行加解密.首先基于已有的选择函数构造了新的选择函数,之后改进了搜索算法,基于新的选择函数和改进的搜索算法化简了S盒的逻辑表达式,将实现逻辑表达式所需的逻辑门电路数量由3000(最简与或式)降至497.在Intel Core i7-7700HQ(Kabylake)@2.80 GHz处理器上,实现速度达到了2580 Mbps,同公开文献中的最好结果1795 Mbps(Intel Core i7-5500U(Broadwell-U)@2.40 GHz)相比,实现效率提高了43%.基于比特切片技术的软件实现优化方法无需内存或高速缓存查表,因此该方法可抵抗缓存-计时侧信道攻击,从而安全性得到了提升.本文提出的优化方法具有可扩展性,不仅适用于在X86平台上借助拓展指令集AVX2实现,还可利用RISC指令集在资源受限,安全性要求高的ARM等嵌入式平台上实现.此外,新的选择函数和搜索算法具有通用性,可用于其它一般逻辑函数的化简.
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关键词
sm4算法
软件优化实现
比特切片
SIMD技术
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职称材料
SM4算法的一种新型白盒实现
被引量:
15
10
作者
姚思
陈杰
《密码学报》
CSCD
2020年第3期358-374,共17页
在白盒攻击环境中,攻击者能够访问密码算法的实现过程,观测密码算法的动态执行,掌握算法的内部细节,并任意修改.Chow等人提出白盒密码的概念,以应对白盒攻击环境,并给出白盒AES实现和白盒DES实现.本文提出一种SM4算法的新型白盒实现方案...
在白盒攻击环境中,攻击者能够访问密码算法的实现过程,观测密码算法的动态执行,掌握算法的内部细节,并任意修改.Chow等人提出白盒密码的概念,以应对白盒攻击环境,并给出白盒AES实现和白盒DES实现.本文提出一种SM4算法的新型白盒实现方案,对密码算法的内部状态进行扩充并在密码算法运行的过程中加入随机数对密钥进行混淆,使每一轮通过查找表加密后有一半信息是有用的,一半信息是混淆的.整个加密过程使用查找表与仿射变换进行表示,该方案需占用内存空间276.625 KB,查找表对应的白盒多样性与白盒含混度的值分别为2^646与2^86.该方案针对林婷婷等人的分析方法的复杂度为O(2^51),针对潘文伦等人的分析方法的密钥空间为61200·2^32,针对仿射等价算法的时间复杂度为O(2^97),可以有效抵抗代码提取攻击以及BGE攻击.
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关键词
sm4算法
白盒攻击环境
白盒实现
查找表
混淆密钥
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职称材料
一种低功耗抗差分功耗分析攻击的SM4算法实现
被引量:
4
11
作者
牛砚波
蒋安平
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2014年第9期28-32,38,共6页
128位的SM4算法是我国公布的第一个商用密码算法,主要应用于无线局域网.为了提高算法的抗差分功耗分析攻击能力,SM4算法采用了加法掩码的方法来抵抗一阶差分功耗分析攻击.通过功耗分析攻击实心眼可以发现,加法掩码后的SM4算法能够有效...
128位的SM4算法是我国公布的第一个商用密码算法,主要应用于无线局域网.为了提高算法的抗差分功耗分析攻击能力,SM4算法采用了加法掩码的方法来抵抗一阶差分功耗分析攻击.通过功耗分析攻击实心眼可以发现,加法掩码后的SM4算法能够有效地抵抗差分功耗分析攻击.为了实现一款面积小、功耗低SM4算法硬件电路,SM4S盒硬件电路采用了PPRM结构.在SMIC 0.18μm的工艺库下功耗仿真值为0.74mW@10MHz,PPRM结构的S盒与复合域方法实现的S盒相比功耗减少了70%.
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关键词
sm4算法
S盒
PPRM结构
加法掩码
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职称材料
基于塔域的SM4算法快速软件实现
被引量:
5
12
作者
王磊
龚征
+2 位作者
刘哲
陈锦海
郝金福
《密码学报》
CSCD
2022年第6期1081-1098,共18页
传统上的SM4软件优化采用查表法,其性能受到cache大小制约,而且易遭到缓存-计时攻击.本文给出了面向SIMD实现的SM4的S盒优化实现,基于塔域优化技术,将SM4的8比特S盒布尔表达式结果的比特切片门复杂度从497降低到115.使用SIMD技术的AVX51...
传统上的SM4软件优化采用查表法,其性能受到cache大小制约,而且易遭到缓存-计时攻击.本文给出了面向SIMD实现的SM4的S盒优化实现,基于塔域优化技术,将SM4的8比特S盒布尔表达式结果的比特切片门复杂度从497降低到115.使用SIMD技术的AVX512指令集和比特切片技术实现512组SM4分组消息的并行加解密.基于OpenSSL开源库完成了快速SM4不同工作模式和多线程下加密的性能测速.在Intel Core i7-11800H@2.3 GHz处理器上使用本方案对SM4算法进行的软件优化实现,其ECB模式在单线程下的加密峰值速度达到了6671 Mbps.同已公开文献中的最优实现性能2580 Mbps(Intel Core i7-7700HQ@2.8 GHz)/3306 Mbps(Intel Core i7-11800H@2.3 GHz)相比,性能提升了159%/101%.
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关键词
sm4算法
比特切片
SIMD
塔域实现
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职称材料
一种基于门限与感染技术的SM4算法综合防护实现
被引量:
2
13
作者
焦志鹏
姚富
+3 位作者
陈华
王舰
匡晓云
黄开天
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1066-1074,共9页
侧信道攻击和故障攻击对于密码算法的实现安全性有着巨大的威胁.针对这样的现状,本文结合门限实现和乘法感染防护思想构造了一种具有抵抗侧信道攻击和故障攻击能力的综合防护方案,以门限实现思想为基础实现了对于侧信道攻击的防护,以乘...
侧信道攻击和故障攻击对于密码算法的实现安全性有着巨大的威胁.针对这样的现状,本文结合门限实现和乘法感染防护思想构造了一种具有抵抗侧信道攻击和故障攻击能力的综合防护方案,以门限实现思想为基础实现了对于侧信道攻击的防护,以乘法感染思想为基础实现了对于故障攻击的防护,二者相互结合使得综合防护方案同时具有抵抗侧信道攻击和故障攻击的能力.此外以门限实现改善了乘法感染防护中随机数为0的缺陷,并且结合随机置换思想进一步提高了防护方案抵抗故障攻击的能力.随后本文依据以上综合防护理论构造了一种适用于SM4算法的综合防护实现方案,并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上进行了具体的实现,最后通过理论分析和安全性评估实验验证了该综合防护方案的安全性.
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关键词
侧信道攻击
故障攻击
门限实现
感染
综合防护
sm4算法
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职称材料
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统
被引量:
6
14
作者
吴震
白健
+3 位作者
李大双
李斌
曾兵
张正强
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期1660-1669,共10页
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统是一种保障监控视频数据跨级跨域共享安全的系统,提出了一种基于国密SM4算法的白盒密码实现方式,并分析了算法的安全性,解决了SM4算法在非信任硬件环境中的安全运行问题。研制了基于后台权限控制...
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统是一种保障监控视频数据跨级跨域共享安全的系统,提出了一种基于国密SM4算法的白盒密码实现方式,并分析了算法的安全性,解决了SM4算法在非信任硬件环境中的安全运行问题。研制了基于后台权限控制机制的视频数据安全共享软件系统,包括共享数据上传/下载、共享审核、数据白盒加密处理、访问控制、基于白盒密码算法的共享视频解密播放器,实现了视频数据共享全过程的安全管控。搭建了实验环境,对所提系统进行了功能性能实验。实验结果表明,所提系统功能性能满足设计要求。
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关键词
白盒密码
sm4算法
加密
视频数据
安全共享
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职称材料
对SM4算法的改进差分故障攻击
被引量:
5
15
作者
金雨璇
杨宏志
+1 位作者
王相宾
袁庆军
《密码学报》
CSCD
2020年第4期453-464,共12页
SM4算法是国内首个官方公布的商用密码算法.本文研究SM4密码算法在差分故障攻击方向的安全性.在现有故障模型的基础上,针对现有故障注入能力已提高至比特级别的现状,提出面向比特的随机故障模型.理论上,本攻击模型通过1次单比特故障注入...
SM4算法是国内首个官方公布的商用密码算法.本文研究SM4密码算法在差分故障攻击方向的安全性.在现有故障模型的基础上,针对现有故障注入能力已提高至比特级别的现状,提出面向比特的随机故障模型.理论上,本攻击模型通过1次单比特故障注入,结合平均15.3526比特的穷举攻击,就可以完全恢复出SM4的128比特初始密钥.由于SM4算法S盒的差分均匀度为4,也即存在四个解的差分方程,因此实际攻击时穷举攻击的复杂度将高于理论值2比特左右;随后在普通PC机上进行了大量的仿真实验,实验结果也佐证了这一事实,恢复SM4初始密钥的穷举攻击复杂度大约在15到18比特.
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关键词
sm4算法
差分故障攻击
单比特故障
故障模型
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职称材料
基于功耗感知隐藏技术的SM4算法S盒的实现
16
作者
杨超群
殷树娟
李翔宇
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2018年第6期56-59,共4页
功耗感知隐藏技术(PAH)是一种低功耗的抗功耗攻击方法,用于AES算法的S盒保护显示了安全性和能量效率上的优势.SM4是我国自主设计的专用分组密码算法,在芯片实现中同样需要进行侧信道攻击防护.本文采用PAH技术,设计实现了SM4算法的S盒,...
功耗感知隐藏技术(PAH)是一种低功耗的抗功耗攻击方法,用于AES算法的S盒保护显示了安全性和能量效率上的优势.SM4是我国自主设计的专用分组密码算法,在芯片实现中同样需要进行侧信道攻击防护.本文采用PAH技术,设计实现了SM4算法的S盒,设计了适用于SM4算法的补偿方案,并给出了自动化设计实现流程,将PAH技术推广应用到了SM4算法的S盒,版图后仿真结果表明所实现的SM4S盒相对于其它方法功耗延时积降低了76%,安全性达到与AES S盒电路相近的效果,证明了PAH方法的通用性.
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关键词
sm4算法
S盒
PAH技术
补偿方案
自动化设计实现流程
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职称材料
SM4算法CTR模式的低开销实现
被引量:
2
17
作者
缪光耀
王磊
+1 位作者
于哲
纪俊彤
《信息技术与信息化》
2023年第5期144-148,共5页
SM4算法是我国国家密码管理局发布的一种对称加密算法,具有加密效率高、安全性强和可实现资源重用等优点,在需要对大量数据进行加密的场景下具有广泛应用。当前对SM4算法的研究主要侧重于安全分析与优化实现等方面,虽然性能得到提升但...
SM4算法是我国国家密码管理局发布的一种对称加密算法,具有加密效率高、安全性强和可实现资源重用等优点,在需要对大量数据进行加密的场景下具有广泛应用。当前对SM4算法的研究主要侧重于安全分析与优化实现等方面,虽然性能得到提升但无法兼顾实现时的资源开销,并不适用于资源受限的场景,因此有关SM4算法实现过程中资源开销方面仍存在可改进的空间。针对以上问题,提出了一种旨在减少SM4算法实现过程中资源消耗的设计方案。方案基于CTR模式下SM4算法结构进行设计,以循环迭代为基本架构,并行执行密钥扩展算法与加/解密算法,减少了中间寄存器的使用。FPGA验证结果显示,该设计在单通道实现下资源开销为229SLICE,最高可实现1.14 Gbit/s的吞吐率,降低了资源开销,并且兼顾了吞吐率以及安全性。
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关键词
加密
算法
sm4算法
CTR模式
低开销
现场可编程门阵列(FPGA)
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职称材料
基于FSL的多核系统上SM4算法的实现
18
作者
陶琳
李歌
张磊
《北京电子科技学院学报》
2013年第4期20-24,共5页
为在多处理器核间快速通信的基础上实现密码算法,通过Xilinx EDK平台的XPS软件,在Xilinx的XUP Virtex-II Pro芯片上建立了基于FSL总线的多核环路系统架构,并在此架构上通过核间数据传输完成了SM4算法的高速实现,验证了其可行性和实用性。
关键词
多核
sm4算法
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职称材料
SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究
被引量:
2
19
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。
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关键词
密码分析
边信道攻击
sm
4
密码
算法
差分功耗分析
相关功耗分析
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职称材料
SM4算法原理及实现
被引量:
15
20
作者
冯燕强
朱泽智
冯智明
《有线电视技术》
2019年第6期94-96,共3页
SM4分组密码算法就是将需要加密的数据按照相同长度进行分组,然后使用同一密钥对各个分组进行加密,从而将各个分组数据转换成为一个个相同长度的分组密码。本文主要论述SM4的算法原理以及SM4算法的实现。
关键词
国密
算法
sm4算法
分组密码
算法
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职称材料
题名
基于FPGA的SM4算法高效实现方案
被引量:
2
1
作者
张宏科
袁浩楠
丁文秀
闫峥
李斌
梁栋
机构
西安电子科技大学网络与信息安全学院
中国电子科技集团公司第五十四研究所
西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室
西安电子科技大学杭州研究院
出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期140-150,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.U23A20300,No.62072351)
陕西省自然科学基础研究计划重点基金资助项目(No.2023-JC-ZD-35)
陕西省自然科学基础研究计划基金资助项目(No.2023-JC-YB-500)。
文摘
针对SM4算法的FPGA实现方案存在数据处理速度不够高和逻辑资源占用过高的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能、低资源消耗的SM4算法实现方案。所提方案采用循环密钥扩展与32级流水线加解密相结合的架构,循环密钥扩展的方式降低了逻辑资源消耗,32级流水线加解密的方式提高了数据吞吐率。同时,所提方案采用代数式S盒并通过合并线性运算以及在不可约多项式的合并矩阵中筛选最优矩阵运算的方式进一步减少S盒变换的运算量,从而达到降低逻辑资源占用与提高工程数据吞吐率的目的。测试结果显示,该方案比现有最佳方案在数据吞吐率上提升了43%,且资源占用率降低了10%。
关键词
sm4算法
FPGA实现
流水线架构
代数式S盒
Keywords
sm
4
algorithm
FPGA implementation
pipeline architecture
algebraic S-box
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设计
2
作者
杨亚涛
董辉
张艳硕
马英杰
机构
北京电子科技学院电子与通信工程系
西安电子科技大学通信工程学院
出处
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第2期344-356,共13页
基金
北京市自然科学基金(4232034)
中央高校基本科研业务费专项资金(328202222)
“通信工程”、“电子信息工程”国家级一流本科专业建设点项目。
文摘
随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.
关键词
白盒密码
sm4算法
查找表
密钥混淆
密码攻击
Keywords
white-box cryptography
sm
4
lookup table
key confusion
cryptography attack
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
针对SM4算法的约减轮故障攻击
被引量:
2
3
作者
王敏
吴震
饶金涛
凌杭
机构
成都信息工程大学信息安全工程学院
出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第S1期98-103,共6页
基金
"核高基"国家科技大专项基金资助项目(No.2014ZX01032401-001)
国家高技术研究发展计划("863"计划)基金资助项目(No.2012AA01A403)
+2 种基金
四川省科技支撑计划基金资助项目(No.2014GZ0148)
四川省教育厅重点科研基金资助项目(No.13ZA0091)
成都信息工程大学科研人才基金资助项目(No.XAKYXM008)~~
文摘
提出了一种新型的针对SM4算法的约减轮故障攻击,该攻击在加密算法的后4轮中导入故障,诱导缩减加密算法的迭代轮数,经过对故障数据的简单筛选,最终仅需4个错误密文即可恢复出完整的128 bit初始密钥,从而实现了对SM4的故障注入攻击。利用该方法对无防护SM4算法的能量曲线进行了实际故障注入攻击的实验表明,该攻击方法行之有效,并简化了现有针对SM4的差分故障攻击方法,提高了攻击效率。
关键词
sm4算法
故障注入
约减轮
故障样本筛选
分组密码
Keywords
sm
4
algorithm
fault injection
round reduction
fault sample selection
block cipher
分类号
TN918.4 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
SM4算法CTR模式的高吞吐率ASIC实现
被引量:
6
4
作者
王泽芳
唐中剑
机构
重庆青年职业技术学院信息工程系
出处
《电子器件》
CAS
北大核心
2019年第1期173-177,共5页
基金
重庆市教委科研项目(KJ1738463)
文摘
针对同时要求安全性能高和吞吐率高的应用场景,基于支持并行实现的计数器模式SM4算法,提出一种高性能、可扩展的电路结构。该结构分离了控制平面和数据平面,并对数据平面进行了参数化,使得电路性能可依据吞吐率需求进行扩展。通过该结构,既可保障数据的安全性能,又可保证较高的吞吐率。FPGA实现结果显示,单通道设计的吞吐率可达14.647Gbit/s,而资源开销仅为7 423 ALMs。在0.18μm CMOS工艺下进行综合的芯片面积为0.271 mm^2。
关键词
加密
sm4算法
ASIC实现
CTR模式
高吞吐率
Keywords
cryptography
sm
4
algorithm
ASIC Implementation
CTR mode
high-throughput
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用
被引量:
6
5
作者
陈刚
机构
同济大学
出处
《信息通信》
2019年第3期149-151,共3页
文摘
随着车联网技术的不断发展,汽车不再是孤立的嵌入式系统。然而,开放的互联网也会把传统的网络安全问题带给汽车。在传统车载通信系统中,数据是以明文的形式进行传输,能够抵御来自互联网威胁的有效信息安全手段依然不足。对此,文章首先介绍了国密SM4算法的基本原理,然后使用英飞凌Aurix TC234微控制器对CAN总线数据进行加密。实验结果表明,此方法可以有效地保护车内CAN总线数据,为国密SM4算法在车载通信系统中的应用提供一定参考。
关键词
sm4算法
CAN总线
数据加密
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
SM4算法的FPGA优化实现方法
被引量:
29
6
作者
何诗洋
李晖
李凤华
机构
西安电子科技大学大数据安全教育部工程研究中心
西安电子科技大学网络与信息安全学院
中国科学院信息工程研究所
出处
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期155-162,共8页
基金
国家重点研发计划(2017YFB0802700)
陕西省重点研发计划(2019ZDLGY12-09)
移动互联网安全陕西省创新团队(2018TD-007)。
文摘
数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPGA上实现。循环型架构面向资源节约优化,消耗193个SLICE,吞吐量为1.27 Gb/s;流水线型架构基于LUT、BRAM、BRAM+REGISTER方法实现,根据不同应用场景,3种方案能够在查找表、寄存器和块内存等资源消耗方面进行权衡和优化,吞吐量最高可达42.10 Gb/s。
关键词
国密
sm4算法
现场可编程门阵列
架构优化
硬件实现
Keywords
sm
4
field programmable gate array
architecture optimization
hardware implementation
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
一种基于复合域的国密SM4算法快速软件实现方法
被引量:
5
7
作者
陈晨
郭华
王闯
刘源灏
刘建伟
机构
北京航空航天大学
密码科学技术国家重点实验室
国防科技大学计算机学院
出处
《密码学报》
CSCD
2023年第2期289-305,共17页
基金
北京市自然科学基金(4202037)
国家自然科学基金(61972018)。
文摘
成为ISO/IEC国际标准算法后,SM4的性能受到更多关注.目前针对SM4算法实现效率提升的方法主要集中在缩短S盒的运算时间,其中采用复合域实现的方法大都基于AES算法实现的复合域,而在GF((2^(4))^(2))上鲜有针对SM4算法软件实现的复合域被提出.本文首次在GF((2^(4))^(2))上找到了一个针对SM4算法S盒软件实现的复合域,给出一种基于复合域的SM4算法快速软件实现方法,使用穷举搜索和数学分析优化了算法S盒的复合域数学构造,构建了同构映射矩阵及其最小化目标函数,仅使用175个门函数就完成了S盒运算,平均每个输出比特占用22个门函数.基于比特切片技术,利用扩展指令集AVX2实现了SM4算法256组消息的并行化加密.每字节加解密平均耗时仅6.5个时钟周期.对硬件依赖程度低,经测试在Intel i5、Intel i7和AMD R7环境下均能显著提升SM4算法的计算效率,对有相似S盒结构的密码算法快速软件实现具有重要的参考价值.
关键词
sm4算法
S盒
复合域
比特切片
AVX2扩展指令集
Keywords
sm
4
algorithm
S-box
composite field
bit slicing
AVX2 extend instructions
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
面向物联网的SM4算法轻量级实现
被引量:
8
8
作者
朱坤崧
戴紫彬
张立朝
李伟
朱伟民
机构
解放军信息工程大学
复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室
江西省瑞金市广播电影电视新闻中心
出处
《电子技术应用》
北大核心
2016年第12期27-30,共4页
基金
国家自然科学基金(61404175)
文摘
SM4算法是我国公布的第一个商用分组密码算法,目前已经得到了广泛的应用。为更好地适应物联网中资源受限设备处理能力低、存储空间小等特点,设计并实现了基于资源重用的SM4算法轻量级处理架构。子密钥扩展和轮函数交替使用核心电路完成子密钥生成及加/解密运算,无需额外存储32轮迭代所需子密钥。密钥存储和检测电路以及可正/逆序生成固定参数的实时生成电路,可大幅提高解密处理效率。实验结果表明,所设计的轻量级处理架构资源占用小、品质因数高,非常适合于在物联网中资源受限设备上使用,具有广阔的应用前景。
关键词
sm4算法
轻量级
资源重用
复合域
桶形移位器
Keywords
sm
4
lightweight
resource reutilization
composite field
barrel shifter
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
TP302 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
SM4算法快速软件实现
被引量:
23
9
作者
张笑从
郭华
张习勇
王闯
刘建伟
机构
北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室
密码科学技术国家重点实验室
北京航空航天大学空天网络安全工业与信息化部重点实验室
北京卫星信息工程研究所
出处
《密码学报》
CSCD
2020年第6期799-811,共13页
基金
北京市自然科学基金(4202037)
CCF-腾讯科研基金(CCF-Tencent RAGR20200123)
+2 种基金
国家重点研发计划(2017YFB1400700)
科学研究与研究生培养共建项目(JD100060630)
国家级大学生创新创业训练计划(201910006159,201910006107)。
文摘
SM4是对称分组密码国家标准.加解密计算效率是衡量算法实现性能的重要指标,而目前关于SM4软件实现方法方面的研究不多.利用比特切片技术,结合支持单指令多数据(SIMD)的AVX2指令集,本文提出了一种SM4算法的快速软件优化实现方法,使用256位的YMM寄存器实现了SM4算法的256分组数据并行加解密.首先基于已有的选择函数构造了新的选择函数,之后改进了搜索算法,基于新的选择函数和改进的搜索算法化简了S盒的逻辑表达式,将实现逻辑表达式所需的逻辑门电路数量由3000(最简与或式)降至497.在Intel Core i7-7700HQ(Kabylake)@2.80 GHz处理器上,实现速度达到了2580 Mbps,同公开文献中的最好结果1795 Mbps(Intel Core i7-5500U(Broadwell-U)@2.40 GHz)相比,实现效率提高了43%.基于比特切片技术的软件实现优化方法无需内存或高速缓存查表,因此该方法可抵抗缓存-计时侧信道攻击,从而安全性得到了提升.本文提出的优化方法具有可扩展性,不仅适用于在X86平台上借助拓展指令集AVX2实现,还可利用RISC指令集在资源受限,安全性要求高的ARM等嵌入式平台上实现.此外,新的选择函数和搜索算法具有通用性,可用于其它一般逻辑函数的化简.
关键词
sm4算法
软件优化实现
比特切片
SIMD技术
Keywords
sm
4
software implementation
bit slicing
SIMD
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
SM4算法的一种新型白盒实现
被引量:
15
10
作者
姚思
陈杰
机构
西安电子科技大学IS N国家重点实验室
西安电子科技大学西电密码研究中心
出处
《密码学报》
CSCD
2020年第3期358-374,共17页
基金
“十三五”国家密码发展基金(MMJJ20180219)。
文摘
在白盒攻击环境中,攻击者能够访问密码算法的实现过程,观测密码算法的动态执行,掌握算法的内部细节,并任意修改.Chow等人提出白盒密码的概念,以应对白盒攻击环境,并给出白盒AES实现和白盒DES实现.本文提出一种SM4算法的新型白盒实现方案,对密码算法的内部状态进行扩充并在密码算法运行的过程中加入随机数对密钥进行混淆,使每一轮通过查找表加密后有一半信息是有用的,一半信息是混淆的.整个加密过程使用查找表与仿射变换进行表示,该方案需占用内存空间276.625 KB,查找表对应的白盒多样性与白盒含混度的值分别为2^646与2^86.该方案针对林婷婷等人的分析方法的复杂度为O(2^51),针对潘文伦等人的分析方法的密钥空间为61200·2^32,针对仿射等价算法的时间复杂度为O(2^97),可以有效抵抗代码提取攻击以及BGE攻击.
关键词
sm4算法
白盒攻击环境
白盒实现
查找表
混淆密钥
Keywords
sm
4
algorithm
white-box attack context
white-box implementation
lookup table
obfuscation key
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
一种低功耗抗差分功耗分析攻击的SM4算法实现
被引量:
4
11
作者
牛砚波
蒋安平
机构
北京微电子技术研究所
出处
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2014年第9期28-32,38,共6页
文摘
128位的SM4算法是我国公布的第一个商用密码算法,主要应用于无线局域网.为了提高算法的抗差分功耗分析攻击能力,SM4算法采用了加法掩码的方法来抵抗一阶差分功耗分析攻击.通过功耗分析攻击实心眼可以发现,加法掩码后的SM4算法能够有效地抵抗差分功耗分析攻击.为了实现一款面积小、功耗低SM4算法硬件电路,SM4S盒硬件电路采用了PPRM结构.在SMIC 0.18μm的工艺库下功耗仿真值为0.74mW@10MHz,PPRM结构的S盒与复合域方法实现的S盒相比功耗减少了70%.
关键词
sm4算法
S盒
PPRM结构
加法掩码
Keywords
sm
4
-cipher
S-box
PPRM architecture
additive masking
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于塔域的SM4算法快速软件实现
被引量:
5
12
作者
王磊
龚征
刘哲
陈锦海
郝金福
机构
华南师范大学计算机学院
南京航空航天大学计算机科学与技术学院
密码科学技术国家重点实验室
出处
《密码学报》
CSCD
2022年第6期1081-1098,共18页
基金
国家重点研发计划(2020AAA0107703)
国家自然科学基金(62072192,62132008)
+5 种基金
国防科技173基础加强计划技术领域项目(2121-JCJQ-JJ-0931)
“十三五”国家密码发展基金(MMJJ20180105)
江苏省自然科学基金(BK20180421)
广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515140090)
CCF-腾讯犀牛鸟基金
霍英东青年教师基金(171057)。
文摘
传统上的SM4软件优化采用查表法,其性能受到cache大小制约,而且易遭到缓存-计时攻击.本文给出了面向SIMD实现的SM4的S盒优化实现,基于塔域优化技术,将SM4的8比特S盒布尔表达式结果的比特切片门复杂度从497降低到115.使用SIMD技术的AVX512指令集和比特切片技术实现512组SM4分组消息的并行加解密.基于OpenSSL开源库完成了快速SM4不同工作模式和多线程下加密的性能测速.在Intel Core i7-11800H@2.3 GHz处理器上使用本方案对SM4算法进行的软件优化实现,其ECB模式在单线程下的加密峰值速度达到了6671 Mbps.同已公开文献中的最优实现性能2580 Mbps(Intel Core i7-7700HQ@2.8 GHz)/3306 Mbps(Intel Core i7-11800H@2.3 GHz)相比,性能提升了159%/101%.
关键词
sm4算法
比特切片
SIMD
塔域实现
Keywords
sm
4
bitslicing
SIMD
tower field implementation
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
一种基于门限与感染技术的SM4算法综合防护实现
被引量:
2
13
作者
焦志鹏
姚富
陈华
王舰
匡晓云
黄开天
机构
中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室
中国科学院大学
南方电网科学研究院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1066-1074,共9页
基金
国家重点研发计划(No.2018YFB0904900,No.2018YFB0904901)。
文摘
侧信道攻击和故障攻击对于密码算法的实现安全性有着巨大的威胁.针对这样的现状,本文结合门限实现和乘法感染防护思想构造了一种具有抵抗侧信道攻击和故障攻击能力的综合防护方案,以门限实现思想为基础实现了对于侧信道攻击的防护,以乘法感染思想为基础实现了对于故障攻击的防护,二者相互结合使得综合防护方案同时具有抵抗侧信道攻击和故障攻击的能力.此外以门限实现改善了乘法感染防护中随机数为0的缺陷,并且结合随机置换思想进一步提高了防护方案抵抗故障攻击的能力.随后本文依据以上综合防护理论构造了一种适用于SM4算法的综合防护实现方案,并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上进行了具体的实现,最后通过理论分析和安全性评估实验验证了该综合防护方案的安全性.
关键词
侧信道攻击
故障攻击
门限实现
感染
综合防护
sm4算法
Keywords
side channel attack
fault attack
threshold implementation
infection
comprehensive protection
sm
4
algorithm
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统
被引量:
6
14
作者
吴震
白健
李大双
李斌
曾兵
张正强
机构
中国电子科技网络信息安全有限公司
成都三零凯天通信实业有限公司
中国电子科技第三十研究所
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期1660-1669,共10页
基金
国家重点研发计划(2016YFC0801004)。
文摘
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统是一种保障监控视频数据跨级跨域共享安全的系统,提出了一种基于国密SM4算法的白盒密码实现方式,并分析了算法的安全性,解决了SM4算法在非信任硬件环境中的安全运行问题。研制了基于后台权限控制机制的视频数据安全共享软件系统,包括共享数据上传/下载、共享审核、数据白盒加密处理、访问控制、基于白盒密码算法的共享视频解密播放器,实现了视频数据共享全过程的安全管控。搭建了实验环境,对所提系统进行了功能性能实验。实验结果表明,所提系统功能性能满足设计要求。
关键词
白盒密码
sm4算法
加密
视频数据
安全共享
Keywords
white-box cryptography
sm
4
algorithm
encryption
video data
secure sharing
分类号
TN918.91 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
对SM4算法的改进差分故障攻击
被引量:
5
15
作者
金雨璇
杨宏志
王相宾
袁庆军
机构
战略支援部队信息工程大学
河南省网络密码技术重点实验室
深圳网安计算机安全检测技术有限公司
出处
《密码学报》
CSCD
2020年第4期453-464,共12页
基金
国家自然基金(61602512)
河南省网络密码技术重点实验室开放基金(LNCT2019-S02)。
文摘
SM4算法是国内首个官方公布的商用密码算法.本文研究SM4密码算法在差分故障攻击方向的安全性.在现有故障模型的基础上,针对现有故障注入能力已提高至比特级别的现状,提出面向比特的随机故障模型.理论上,本攻击模型通过1次单比特故障注入,结合平均15.3526比特的穷举攻击,就可以完全恢复出SM4的128比特初始密钥.由于SM4算法S盒的差分均匀度为4,也即存在四个解的差分方程,因此实际攻击时穷举攻击的复杂度将高于理论值2比特左右;随后在普通PC机上进行了大量的仿真实验,实验结果也佐证了这一事实,恢复SM4初始密钥的穷举攻击复杂度大约在15到18比特.
关键词
sm4算法
差分故障攻击
单比特故障
故障模型
Keywords
sm
4
algorithm
differential fault attack
single bit fault
fault model
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于功耗感知隐藏技术的SM4算法S盒的实现
16
作者
杨超群
殷树娟
李翔宇
机构
北京信息科技大学理学院
清华大学微电子所
出处
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2018年第6期56-59,共4页
基金
国家自然科学基金(61604014)
北京市优秀人才培养青年骨干项目(2014000020124G103)
文摘
功耗感知隐藏技术(PAH)是一种低功耗的抗功耗攻击方法,用于AES算法的S盒保护显示了安全性和能量效率上的优势.SM4是我国自主设计的专用分组密码算法,在芯片实现中同样需要进行侧信道攻击防护.本文采用PAH技术,设计实现了SM4算法的S盒,设计了适用于SM4算法的补偿方案,并给出了自动化设计实现流程,将PAH技术推广应用到了SM4算法的S盒,版图后仿真结果表明所实现的SM4S盒相对于其它方法功耗延时积降低了76%,安全性达到与AES S盒电路相近的效果,证明了PAH方法的通用性.
关键词
sm4算法
S盒
PAH技术
补偿方案
自动化设计实现流程
Keywords
sm
4
block cipher algorithm
S-box
PAH method
compensation scheme
automation design andimplementation process
分类号
TN492 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
SM4算法CTR模式的低开销实现
被引量:
2
17
作者
缪光耀
王磊
于哲
纪俊彤
机构
中原工学院前沿信息技术研究院
郑州大学国家超级计算郑州中心
出处
《信息技术与信息化》
2023年第5期144-148,共5页
文摘
SM4算法是我国国家密码管理局发布的一种对称加密算法,具有加密效率高、安全性强和可实现资源重用等优点,在需要对大量数据进行加密的场景下具有广泛应用。当前对SM4算法的研究主要侧重于安全分析与优化实现等方面,虽然性能得到提升但无法兼顾实现时的资源开销,并不适用于资源受限的场景,因此有关SM4算法实现过程中资源开销方面仍存在可改进的空间。针对以上问题,提出了一种旨在减少SM4算法实现过程中资源消耗的设计方案。方案基于CTR模式下SM4算法结构进行设计,以循环迭代为基本架构,并行执行密钥扩展算法与加/解密算法,减少了中间寄存器的使用。FPGA验证结果显示,该设计在单通道实现下资源开销为229SLICE,最高可实现1.14 Gbit/s的吞吐率,降低了资源开销,并且兼顾了吞吐率以及安全性。
关键词
加密
算法
sm4算法
CTR模式
低开销
现场可编程门阵列(FPGA)
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于FSL的多核系统上SM4算法的实现
18
作者
陶琳
李歌
张磊
机构
北京电子科技学院
西安电子科技大学
出处
《北京电子科技学院学报》
2013年第4期20-24,共5页
文摘
为在多处理器核间快速通信的基础上实现密码算法,通过Xilinx EDK平台的XPS软件,在Xilinx的XUP Virtex-II Pro芯片上建立了基于FSL总线的多核环路系统架构,并在此架构上通过核间数据传输完成了SM4算法的高速实现,验证了其可行性和实用性。
关键词
多核
sm4算法
Keywords
Xilinx
FSL
Xilinx
multi-core
FSL
sm
4
algorithms
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究
被引量:
2
19
作者
滕永平
陈运
陈俊
黄永远
程思鹏
机构
成都信息工程学院应用密码学研究所
出处
《成都信息工程学院学报》
2014年第1期13-18,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(60873216)
四川省科技支撑计划重点资助项目(2012GZ0017)
文摘
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。
关键词
密码分析
边信道攻击
sm
4
密码
算法
差分功耗分析
相关功耗分析
Keywords
cryptography
side channel attack
sm
4
cipher algorithm
DPA
CPA
分类号
TN918.91 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
SM4算法原理及实现
被引量:
15
20
作者
冯燕强
朱泽智
冯智明
机构
广西广播电视信息网络股份有限公司
出处
《有线电视技术》
2019年第6期94-96,共3页
文摘
SM4分组密码算法就是将需要加密的数据按照相同长度进行分组,然后使用同一密钥对各个分组进行加密,从而将各个分组数据转换成为一个个相同长度的分组密码。本文主要论述SM4的算法原理以及SM4算法的实现。
关键词
国密
算法
sm4算法
分组密码
算法
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于FPGA的SM4算法高效实现方案
张宏科
袁浩楠
丁文秀
闫峥
李斌
梁栋
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设计
杨亚涛
董辉
张艳硕
马英杰
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
针对SM4算法的约减轮故障攻击
王敏
吴震
饶金涛
凌杭
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2016
2
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职称材料
4
SM4算法CTR模式的高吞吐率ASIC实现
王泽芳
唐中剑
《电子器件》
CAS
北大核心
2019
6
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职称材料
5
国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用
陈刚
《信息通信》
2019
6
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职称材料
6
SM4算法的FPGA优化实现方法
何诗洋
李晖
李凤华
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
29
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职称材料
7
一种基于复合域的国密SM4算法快速软件实现方法
陈晨
郭华
王闯
刘源灏
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2023
5
在线阅读
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职称材料
8
面向物联网的SM4算法轻量级实现
朱坤崧
戴紫彬
张立朝
李伟
朱伟民
《电子技术应用》
北大核心
2016
8
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职称材料
9
SM4算法快速软件实现
张笑从
郭华
张习勇
王闯
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2020
23
在线阅读
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职称材料
10
SM4算法的一种新型白盒实现
姚思
陈杰
《密码学报》
CSCD
2020
15
在线阅读
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职称材料
11
一种低功耗抗差分功耗分析攻击的SM4算法实现
牛砚波
蒋安平
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2014
4
在线阅读
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职称材料
12
基于塔域的SM4算法快速软件实现
王磊
龚征
刘哲
陈锦海
郝金福
《密码学报》
CSCD
2022
5
在线阅读
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职称材料
13
一种基于门限与感染技术的SM4算法综合防护实现
焦志鹏
姚富
陈华
王舰
匡晓云
黄开天
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
14
基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统
吴震
白健
李大双
李斌
曾兵
张正强
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
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职称材料
15
对SM4算法的改进差分故障攻击
金雨璇
杨宏志
王相宾
袁庆军
《密码学报》
CSCD
2020
5
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职称材料
16
基于功耗感知隐藏技术的SM4算法S盒的实现
杨超群
殷树娟
李翔宇
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
17
SM4算法CTR模式的低开销实现
缪光耀
王磊
于哲
纪俊彤
《信息技术与信息化》
2023
2
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职称材料
18
基于FSL的多核系统上SM4算法的实现
陶琳
李歌
张磊
《北京电子科技学院学报》
2013
0
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职称材料
19
SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究
滕永平
陈运
陈俊
黄永远
程思鹏
《成都信息工程学院学报》
2014
2
在线阅读
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职称材料
20
SM4算法原理及实现
冯燕强
朱泽智
冯智明
《有线电视技术》
2019
15
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