一种多变量二次方程的掩码加密方法技术

本发明专利技术公开了一种多变量二次方程的掩码加密方法，包括：随机生成n个掩码；n≥1；将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密；根据加密后的n个密钥、所述n个掩码和明文，采用掩码算法，计算获得多变量二次方程中n个单项式的加密值；将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文。采用本发明专利技术实施例，能够有效提高密钥的安全性，抵御侧行道攻击。

A masking method for multi variable two order equation

The invention discloses a mask of a multi variable quadratic equation encryption methods, including: n randomly generated mask; n = 1; the N mask and N keys corresponding to the XOR encryption; encryption keys, n of the N mask and plaintext, using mask algorithm. Calculation of multi variable quadratic equation in n a monomial encryption value; the n is a monomial encryption value followed by accumulation to register, obtain ciphertext. By adopting the embodiment of the invention, the security of the key can be effectively improved, and the side channel attack can be prevented.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息安全
，尤其涉及一种多变量二次方程的掩码加密方法。
技术介绍
MQ问题(MQproblem)是指在一个有限域上求解一组多变量二次方程的问题，一般来说该问题是NP困难的。MQ问题在密码学上是一个非常有研究前景的难题，大量的密码算法基于MQ问题被设计出来，主要包括多变量公钥密码算法(MPKC)、流密码算法QUAD和身份认证算法等。其中，多变量二次方程可以表示如下：Q(x)＝∑1≤i≤j≤nαijxixj+∑1≤i≤nβijxi+γ侧信道攻击(sidechannelattack简称SCA)，又称旁路攻击，是一种针对加密电子设备在运行过程中的时间消耗、功率消耗或电磁辐射之类的侧信道信息泄露而对加密设备进行攻击的方法。这种攻击方法给密码设备带来了严重的威胁。但是，现有技术均未考虑多变量二次方程的侧信道泄露问题。加密时，直接按照顺序逐项计算多变量二次方程中的每一个单项式，再把每个单项式的计算结果累加后暂存于寄存器中。攻击者通过对寄存器存储操作的功耗进行分析，即可获得密钥或明文信息(aij或者xj的信息)，进而攻破密码算法。
技术实现思路
本专利技术实施例提出一种多变量二次方程的掩码加密方法，能够有效提高密钥的安全性，抵御侧行道攻击。本专利技术实施例提供一种多变量二次方程的掩码加密方法，包括：随机生成n个掩码；n≥1；将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密；根据加密后的n个密钥、所述n个掩码和明文，采用掩码算法，计算获得多变量二次方程中n个单项式的加密值；将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文。进一步地，所述掩码为mi；所述密钥为xi；其中，1≤i≤n；所述将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密，具体包括：将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密，获得每个密钥的掩码型密钥进一步地，所述明文为αij；1≤i≤j≤n；所述掩码算法具体包括：分别计算和mi×mj；将αij分别乘以和mi×mj，获得和αij×mi×mj；将mj与αij×mi×mj进行异或操作，获得(αij×mi×mj)⊕mj；将(αij×mi×mj)⊕mj与进行异或操作，获得(αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj);]]>将与进行异或操作，获得(αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj));]]>将与进行异或操作，获得每个单项式的加密值(αij×xi×xj)⊕mj；(αij×xi×xj)⊕mj=(αij×xim×xjm)⊕((αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj))).]]>进一步地，所述将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文，具体包括：在将第j个单项式的加密值(αij×xi×xj)⊕mj累加到所述寄存器时，读取所述寄存器中的值Qj-1；将Qj-1与第j-1个单项式的加密值所采用的掩码mj-1进行异或操作，获得Qj-1⊕mj-1；将(αij×xi×xj)⊕mj与Qj-1⊕mj-1进行累加，获得Qj-1⊕mj-1+(αij×xi×xj)⊕mj；将Qj-1⊕mj-1+(αij×xi×xj)⊕mj写入所述寄存器中，使所述寄存器中的值为Qj＝Qj-1⊕mj-1+(αij×xi×xj)⊕mj；在将第n个单项式的加密值累加到所述寄存器后，读取所述寄存器中的值Qn；将Qn与第n个单项式的加密值所采用的掩码mn进行异或操作，获得Qn⊕mn即为所述密文。相应地，本专利技术实施例还提供一种多变量二次方程的掩码加密方法，包括：随机生成n个掩码；n≥1；将所述n个掩码与n个明文一一对应进行异或加密；根据加密后的n个明文、所述n个掩码和密钥，采用掩码算法，计算获得多变量二次方程中n个单项式的加密值；将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文。进一步地，所述掩码为mi；所述明文为xi；其中，1≤i≤n；所述将所述n个掩码与n个明文一一对应进行异或加密，具体包括：将所述n个掩码与n个明文一一对应进行异或加密，获得每个明文的掩码型明文进一步地，所述密钥为αij；1≤i≤j≤n；所述掩码算法具体包括：分别计算和mi×mj；将αij分别乘以和mi×mj，获得和αij×mi×mj；将mj与αij×mi×mj进行异或操作，获得(αij×mi×mj)⊕mj；将(αij×mi×mj)⊕mj与进行异或操作，获得(αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj);]]>将与进行异或操作，获得(αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj));]]>将与进行异或操作，获得每个单项式的加密值(αij×xi×xj)⊕mj；(αij×xi×xj)⊕mj=(αij×xim×xjm)⊕((αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj))).]]>进一步地，所述将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文，具体包括：在将第j个单项式的加密值(αij×xi×xj)⊕mj累加到所述寄存器时，读取所述寄存器中的值Qj-1；将Qj-1与第j-1个单项式的加密值所采用的掩码mj-1进行异或操作，获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多变量二次方程的掩码加密方法，其特征在于，包括：随机生成n个掩码；n≥1；将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密；根据加密后的n个密钥、所述n个掩码和明文，采用掩码算法，计算获得多变量二次方程中n个单项式的加密值；将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文。

【技术特征摘要】
1.一种多变量二次方程的掩码加密方法，其特征在于，包括：
随机生成n个掩码；n≥1；
将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密；
根据加密后的n个密钥、所述n个掩码和明文，采用掩码算法，计算获得多变量二次方程
中n个单项式的加密值；
将所述n个单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文。
2.如权利要求1所述的多变量二次方程的掩码加密方法，其特征在于，所述掩码为mi；所
述密钥为xi；其中，1≤i≤n；
所述将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密，具体包括：
将所述n个掩码与n个密钥一一对应进行异或加密，获得每个密钥的掩码型密钥xim=xi⊕mi.]]>3.如权利要求2所述的多变量二次方程的掩码加密方法，其特征在于，所述明文为αij；1
≤i≤j≤n；
所述掩码算法具体包括：
分别计算和mi×mj；
将αij分别乘以和mi×mj，获得和αij×mi×mj；
将mj与αij×mi×mj进行异或操作，获得将与进行异或操作，获得(αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj);]]>将与进行异或操作，获得
(αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj));]]>将与进行异或操作，获得每个单项式的加
密值(αij×xi×xj)⊕mj=(αij×xim×xjm)⊕((αij×xim×mj)⊕((αij×xjm×mi)⊕((αij×mi×mj)⊕mj))).]]>4.如权利要求3所述的多变量二次方程的掩码加密方法，其特征在于，所述将所述n个
单项式的加密值依次累加到寄存器中，获得密文，具体包括：
在将第j个单项式的加密值累加到所述寄存器时，读取所述寄存器中
的值Qj-1；
将Qj-1与第j-1个单项式的加密值所采用的掩码mj-1进行异或操作，获得Qj-1⊕mj-1;]]>将与进行累加，获得将写入所述寄存器中，使所述寄存器中的值为
Qj=Qj-1⊕mj-1+(αij×xi×xj)⊕mj;]]>在将第n个单项式的加密值累加到所述寄存器后，读取所述寄存器中的值Qn；
将Qn与第n个单项式的加密值所采用的掩码mn进行异或操作，获得即为所述密
文。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟键，
申请(专利权)人：广东技术师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44