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基于SM4算法的区块链数据共享系统设计及算法改进 被引量：2
1
作者 赵鹏 郭赟泽 +1 位作者 李军 卢波 《信息记录材料》 2025年第3期177-180,228,共5页
随着区块链技术的兴起,以往的数据共享系统中存在中心化的问题可以通过区块链的去中心化技术解决,但现在基于区块链的数据共享技术往往存在着加密成本过大,算法复杂度过高,安全性难以得到保证等问题。加密效率低,数据共享时间大,耗费的... 随着区块链技术的兴起,以往的数据共享系统中存在中心化的问题可以通过区块链的去中心化技术解决,但现在基于区块链的数据共享技术往往存在着加密成本过大,算法复杂度过高,安全性难以得到保证等问题。加密效率低,数据共享时间大,耗费的时间更多。为此提出基于改进后的SM4算法的区块链数据共享系统设计,以解决现存区块链系统中加密较大文件时速度较慢、复杂度高等问题,并对SM4算法进行密钥管理算法的设计,在共享密钥中涉及了随机隐藏密钥位的设计,使共享密钥每次使用的位数不同,从提高密钥安全的角度进一步提高系统的安全性,使该系统在传输较大文件的情况中具备较好的实际应用价值。 展开更多
关键词 区块链数据共享 sm4算法 DIFFIE-HELLMAN 密钥安全
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轮内流水线型SM4算法的FPGA优化 被引量：1
2
作者 郭宇 贾小云 +2 位作者 蒋建伟 杨振英 段克盼 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第3期174-180,共7页
针对SM4算法在现场可编程门阵列(FPGA)实现过程中结构复杂、运算速度慢的问题,基于流水线思想对SM4算法的FPGA实现方式做了进一步优化.对SM4算法的多种FPGA实现策略进行了分析,寻找出每种实现策略的关键路径.对SM4算法S盒的FPGA实现策... 针对SM4算法在现场可编程门阵列(FPGA)实现过程中结构复杂、运算速度慢的问题,基于流水线思想对SM4算法的FPGA实现方式做了进一步优化.对SM4算法的多种FPGA实现策略进行了分析,寻找出每种实现策略的关键路径.对SM4算法S盒的FPGA实现策略进行了改进,将S盒运算拆分为查找表(LUT)级别的存储运算并基于LUT原语进行了实现,降低了S盒运算的复杂度.提出了改进的轮内流水线型SM4算法,将算法的关键路径缩短为单级LUT运算.基于ZYNQ-7020开发板对改进的算法进行了综合与实现,所实现方案的运行时钟频率为518 MHz,吞吐量为66.30 Gb/s,优于现有方案. 展开更多
关键词 sm4算法 FPGA 流水线结构
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SM4算法基于不同逻辑门集的量子优化实现
3
作者 郭运雨 向泽军 +2 位作者 林达 曾祥勇 张莎莎 《密码学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期163-179,共17页
本文主要研究SM4算法的低Toffoli深度以及低T深度的量子电路构造.对于SM4算法的S盒,本文以对其基于塔域分解技术得到的经典实现的重新划分为基础,通过添加量子辅助比特使每部分的Toffoli深度以及T深度达到理论上的最小值.在经典实现的... 本文主要研究SM4算法的低Toffoli深度以及低T深度的量子电路构造.对于SM4算法的S盒,本文以对其基于塔域分解技术得到的经典实现的重新划分为基础,通过添加量子辅助比特使每部分的Toffoli深度以及T深度达到理论上的最小值.在经典实现的重新划分中,第二部分可视为4比特S盒,本文在基于NCT门集设计其量子电路时,提出了一种Toffoli深度为2的实现方案,该方案仅消耗8个量子辅助比特.针对重新划分中的第二部分基于Clifford+T门集的实现,本文使用基于SAT的搜索算法得到该部分与门深度为2的实现,并基于此设计了其T深度为2的量子电路.上述方法能在仅添加有限量子比特的条件下,有效地降低S盒整体电路的Toffoli深度以及T深度.基于上述方法,本文分别设计了SM4算法S盒Toffoli深度为8以及T深度为4的量子电路.将上述S盒电路应用于SM4算法整体设计中,本文最终分别设计了SM4算法的Toffoli深度为264、T深度为132的量子电路. 展开更多
关键词 sm4算法 塔域分解 S盒 量子实现
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基于国密SM4算法的电力通信网络数据安全加密方法 被引量：1
4
作者 覃岩岩 丁群峰 +3 位作者 王国仕 刘俊荣 王宁 周琳妍 《自动化应用》 2025年第10期313-315,318,共4页
针对电力通信网络中数据传输的安全问题,为对其进行高效加密,展开基于国密SM4算法的数据加密技术研究。通过设计电力通信网络传输协议,确保数据在传输过程中的可靠性和完整性。然后,在此基础上,开展基于国密SM4算法的数据对称加密设计,... 针对电力通信网络中数据传输的安全问题,为对其进行高效加密,展开基于国密SM4算法的数据加密技术研究。通过设计电力通信网络传输协议,确保数据在传输过程中的可靠性和完整性。然后,在此基础上,开展基于国密SM4算法的数据对称加密设计,利用SM4算法的高安全性和高效性对电力通信网络中的数据进行加密处理,保障数据的安全性。最后,建立会话密钥协商机制,结合SM4码辅助安全加密,确保每次通信都会生成新的会话密钥,进一步增强数据传输的安全性。通过对比实验证明,采用该方法后,加密效率显著提升,在保证数据安全性的同时,提高了通信网络数据的传输效率。 展开更多
关键词 国密sm4算法 通信网络 安全加密 数据
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资源节约型的SM4算法FPGA设计与实现
5
作者 张磊 张修政 洪睿鹏 《信息安全研究》 北大核心 2025年第6期490-499,共10页
在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((2^(4))^(2))和复合域GF(((2^(2))^(2))^(2))的2种构造方案,测... 在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((2^(4))^(2))和复合域GF(((2^(2))^(2))^(2))的2种构造方案,测试结果表明,基于多项式基的GF((2^(4))^(2))方案资源占用很少.在此基础上综合考虑资源占用和性能,设计了有限状态机和流水线2种SM4硬件实现结构.相比传统的查找表方式,有限状态机结构资源占用减少21.98%,运行主频提高14.40%;流水线结构资源占用减少54.23%. 展开更多
关键词 sm4算法 分组密码算法 多项式基 FPGA 复合域
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基于国产FPGA与SM4算法的总线通信加解密IP核设计
6
作者 李森 袁强 唐建 《兵工自动化》 北大核心 2025年第7期11-15,58,共6页
针对某终端设备之间总线通信的加密需求以及加密硬件程序便捷移植开发的需求,设计基于SM4加解密算法的IP核。采用轻量级单轮循环迭代结构,在满足吞吐率要求下降低对FPGA逻辑资源的消耗,其中查找表(look-up table,LUT)的消耗为2447个,触... 针对某终端设备之间总线通信的加密需求以及加密硬件程序便捷移植开发的需求,设计基于SM4加解密算法的IP核。采用轻量级单轮循环迭代结构,在满足吞吐率要求下降低对FPGA逻辑资源的消耗,其中查找表(look-up table,LUT)的消耗为2447个,触发器(flip-flop,FF)的消耗为2914个;采用加密、解密独立运行的方式使通信过程中的加密运算与解密运算可同时进行互不干扰;使用Vivado2022.2对IP核进行封装;采用一种“线性变换参数可控”的机制,使加密安全性由单一的密钥作为保证变为“密钥+线性变换参数”的双重保证,提高加密的安全性。测试结果表明:在满足吞吐率要求的条件下,该IP核可应用于UART(485/422/232)、CAN、1553B等总线的数据加密,且性能稳定。 展开更多
关键词 FPGA sm4算法 IP核 线性变换参数可控
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基于轻量级SM4算法的通信链路安全通信方法研究
7
作者 林秋琼 《数据通信》 2025年第5期14-17,22,共5页
在通信链路的安全管控过程中,传统方法主要依赖于非对称加密技术来确保通信的稳定性。然而,由于其加密和解密速度迟缓这一固有缺陷,极易导致传输误比特率的上升。针对这一问题,本文提出一种基于轻量级SM4算法的通信链路加密安全通信方... 在通信链路的安全管控过程中,传统方法主要依赖于非对称加密技术来确保通信的稳定性。然而,由于其加密和解密速度迟缓这一固有缺陷,极易导致传输误比特率的上升。针对这一问题,本文提出一种基于轻量级SM4算法的通信链路加密安全通信方法。首先,该方法对初始密钥的密文进行反序变换,并通过S盒完成密钥的有效性验证,进而生成轮密钥;随后,利用SM4算法的对称加密特性,扩展轮密钥以提高加密效率,并将其转化为会话密钥,从而实现密文的认证与传输。接收端在接收到密文之后,采用DL-GMPWFRFT(离散分数傅里叶变换域广义多参数加权分数傅里叶变换)算法对密文进行反变换,还原数据包的原始已调信号。经过信号解调与数据转换后,进行二次认证分析,最终完成安全通信。实验结果显示,所提方法的理论误比特率与实际接收误比特率始终保持一致,充分验证了其综合性能的优越性。 展开更多
关键词 轻量级sm4算法 通信处理 链路加密 安全通信 数据整合 加密公钥
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基于SM4算法的软件随机数发生器研究
8
作者 伍彬 张玉安 《中国信息界》 2025年第11期254-256,共3页
引言在许多现代密码系统中,随机数生成组件是不可或缺的组成部分。其为加密算法、安全协议、数字签名等关键密码组件的可靠运行提供了根本性的安全保障。密码系统中经常会遇到调用随机数的情况,随机数发生器的性能和随机数质量会影响密... 引言在许多现代密码系统中,随机数生成组件是不可或缺的组成部分。其为加密算法、安全协议、数字签名等关键密码组件的可靠运行提供了根本性的安全保障。密码系统中经常会遇到调用随机数的情况,随机数发生器的性能和随机数质量会影响密钥生成算法、数字签名算法和密码协议的实际安全性。 展开更多
关键词 sm4算法 随机数生成 软件随机数发生器
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针对SM4算法的约减轮故障攻击 被引量：3
9
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。 展开更多
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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面向SIMD指令集的SM4算法比特切片优化 被引量：3
10
作者 王闯 丁滟 +1 位作者 黄辰林 宋连涛 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2097-2109,共13页
SM4算法是中国自主设计的商用分组密码算法,其加解密计算性能成为影响信息系统数据机密性保障的重要因素之一.现有SM4算法优化主要面向硬件设计和软件查表等方向展开研究,分别存在依赖特定硬件环境、效率低下且易遭受侧信道攻击等问题.... SM4算法是中国自主设计的商用分组密码算法,其加解密计算性能成为影响信息系统数据机密性保障的重要因素之一.现有SM4算法优化主要面向硬件设计和软件查表等方向展开研究,分别存在依赖特定硬件环境、效率低下且易遭受侧信道攻击等问题.比特切片技术通过对输入数据重组实现了并行化高效分组密码处理,可以抵御针对缓存的侧信道攻击.然而现有切片分组密码研究对硬件平台相关性强、处理器架构支持单一,并且并行化处理流水启动较慢,面向小规模数据的加解密操作难以充分发挥单指令多数据(single instruction multiple data,SIMD)等先进指令集的优势.针对上述问题,首先提出了一种跨平台的通用切片分组密码算法模型,支持面向不同的处理器指令字长提供一致化的通用数据切片方法.在此基础上,提出了一种面向SIMD指令集的细粒度切片并行处理SM4优化算法,通过细粒度明文切片重组与线性处理优化有效缩短算法启动时间.实验结果表明,相比通用SM4算法,优化的SM4比特切片算法加密速率最高可达438.0 MBps,加密每字节所需的时钟周期最快高达7.0 CPB(cycle/B),加密性能平均提升80.4%~430.3%. 展开更多
关键词 sm4算法 性能优化 比特切片 侧信道攻击 SIMD指令集
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SM4算法CTR模式的高吞吐率ASIC实现 被引量：9
11
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。 展开更多
关键词 加密 sm4算法 ASIC实现 CTR模式 高吞吐率
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基于SM4算法的移动终端接入车间信息系统的安全性设计与验证 被引量：9
12
作者 童世华 《机床与液压》 北大核心 2019年第7期105-109,共5页
网络化的车间信息远程控制带给用户便捷的同时伴随着安全隐患,为了杜绝移动终端接入车间信息系统通信过程可能存在的潜在威胁,针对移动终端接入车间信息系统可能存在的安全问题,设计了身份认证、访问控制、异常行为检测、黑白名单过滤... 网络化的车间信息远程控制带给用户便捷的同时伴随着安全隐患,为了杜绝移动终端接入车间信息系统通信过程可能存在的潜在威胁,针对移动终端接入车间信息系统可能存在的安全问题,设计了身份认证、访问控制、异常行为检测、黑白名单过滤和接入审核的安全机制,并建立一个3层信息安全控制系统。经测试结果表明,设计的安全机制有效地提高了车间信息系统移动终端接入的安全性,可阻止针对移动终端接入车间信息系统可能存在的恶意攻击。 展开更多
关键词 物联网 移动终端 安全接入 sm4算法
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国密SM4算法在车载CAN总线的加密应用 被引量：6
13
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。 展开更多
关键词 sm4算法 CAN总线 数据加密
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一种基于复合域的国密SM4算法快速软件实现方法 被引量：13
14
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. 展开更多
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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基于FPGA的SM4算法高效实现方案 被引量：6
15
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%。 展开更多
关键词 sm4算法 FPGA实现 流水线架构 代数式S盒
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SM4算法S盒输入的相关性能量攻击的研究 被引量：8
16
作者 张琪 吴震 +2 位作者 王敏 杜之波 饶金涛 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第12期290-293,333,共5页
在对SM4算法非线性S盒运算输出进行侧信道能量攻击的基础上,针对SM4算法中线性S盒输入提出相关性能量攻击分析的方法。该方法结合相关性能量攻击原理,利用汉明距离能量泄露模型进行攻击,该模型能够更准确刻画假设能量消耗与实测能量消... 在对SM4算法非线性S盒运算输出进行侧信道能量攻击的基础上,针对SM4算法中线性S盒输入提出相关性能量攻击分析的方法。该方法结合相关性能量攻击原理,利用汉明距离能量泄露模型进行攻击,该模型能够更准确刻画假设能量消耗与实测能量消耗之间的关系。在利用此方法获取前四轮或末四轮轮密钥的基础上,推算出128 bit的原始加密密钥。实际攻击结果表明,通过攻击出前四轮轮密钥后,可以成功地推出原始加密密钥。该攻击方法对SM4算法S盒输入有效可行,同时也扩展了对SM4算法的侧信道能量攻击方法。 展开更多
关键词 相关性能量攻击 汉明距离模型 sm4算法
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SM4算法的FPGA优化实现方法 被引量：34
17
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。 展开更多
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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面向物联网的SM4算法轻量级实现 被引量：8
18
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。 展开更多
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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SM4算法快速软件实现 被引量：28
19
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. 展开更多
关键词 sm4算法 软件优化实现 比特切片 SIMD技术
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SM4算法的一种新型白盒实现 被引量：17
20
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. 展开更多
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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