一种基于轻量级HIGHT分组密码算法的白盒化构造方法与系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于轻量级HIGHT分组密码算法的白盒化构造方法与系统，本发明专利技术从经典的ARX型结构的轻量级分组密码算法HIGHT入手，对其进行白盒化构造，使其能够满足白盒环境下的密钥安全性。本发明专利技术通过将HIGHT算法的密钥信息隐藏至设计的分类查找表TA表与TX表中，再改进其迭代方式，结合安全的外部编码，可以使得算法在完全公开的白盒环境下仍能保持安全性，且白盒化后的HIGHT密码算法输入值和输出值与原始算法相同，不影响整体的运算效率与正确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轻量级HIGHT分组密码算法的白盒化构造方法与系统


[0001]本专利技术属于密码学与信息安全领域，具体设计一种基于轻量级HIGHT分组密码算法的白盒化构造方法与系统。

技术介绍

[0002]Deukjo Hong等人在其发表的文章“HIGHT:ANew Block Cipher Suitable for Low
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Resource Device”(In Proceedings of 8th International Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems.Springer,Berlin,Heidelberg,2006:pp.46
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59)中公开了一种轻量级分组密码算法HIGHT。该密码算法的数据分组长度为64位，密钥长度为128位，迭代轮数为32轮，可以用于对加解密运算速率要求不高的环境中，且能够提供较高的安全性。但是该算法未考虑白盒环境下的安全性。
[0003]崔婷婷在其博士学位论文“分组密码算法和流密码算法的安全性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轻量级HIGHT分组密码算法的白盒化构造方法与系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:参考经典的HIGHT算法，对其64位的明文P＝(P7,P6,P5,P4,P3,P2,P1,P0)进行初始变换，再经过32轮轮函数迭代运算得出64位的密文C＝(C7,C6,C5,C4,C3,C2,C1,C0)。初始变换与轮函数变换均有白化密钥wk
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(0≤i≤7)与轮密钥sk
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(0≤i≤127)两种运算密钥参与运算。其中，8个白化密钥仅参与第一轮与最后一轮的运算，中间轮仅有轮密钥参与运算。步骤S2:由于HIGHT算法每一轮轮函数均包含有模加异或F函数这3种操作，且对应8个分支分支的运算方法不相同，故可设计分类查找表将不同分支的密钥信息隐藏。其中偶数分支直接进入下一轮轮函数进行迭代，左起第1分支和第5分支为异或运算，将此处产生的查找表记为TA表，左起第3分支和第7分支为模加运算，将此处产生的查找表记为TX表。两类查找表分别以不同形式进行构造，将参与运算的sk
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信息隐藏至表中分类储存。步骤S3:TA表的构造过程。记上一轮轮函数运算后第2分支的输入值为a2，a2经过线性变换函数F0后，再与sk
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进行模加，所得值与上一轮轮函数运算后第1分支的输入值a1进行异或，所得结果为将上述结果中的模加部分进行仿射变换，变换所采用的线性部分记为L。此时可将制作为8比特输入
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8比特输出的查找表，其中为有限域上的线性运算，将制作的TA查找表逐个保存为二进制文件。步骤S4:TX表的构造过程。记上一轮轮函数运算后第4分支的输入值为a4，a4经过线性变换函数F1后，再与sk
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚涛，董辉，李兆夫，
申请(专利权)人：北京电子科技学院，
类型：发明
国别省市：