一种基于比特切片的AES高阶掩码S盒快速实现方法技术

本发明专利技术提供了一种基于比特切片的AES高阶掩码S盒快速实现方法，包括：对AES S盒输入数据进行切片转换，将m个字节的并行输入数据不同比特分别存储在多个通用寄存器中；对比特切片后的数据加掩码，将原切片数据的每1比特经过加掩码操作分割为d个掩码值；将AES算法的S盒部分使用由位运算指令组成的等效电路进行替换，使用掩码乘法及取非组件替换原位运算中的与、非指令，在等效电路的输入输出部分添加掩码刷新组件，通过该掩码S盒完成运算；对于S盒的输出，通过加掩码的逆运算去除掩码，然后按正确顺序重新排列还原正确的输出字节；按照上述步骤并行处理m个具有d个掩码值的数据AES S盒计算。本发明专利技术能够在不同的保护级别下将AES S盒的处理时间减少约30％‑50％，显著提升了性能和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息安全，具体涉及一种基于比特切片的aes高阶掩码s盒快速实现方法。

技术介绍

1、近年来，侧信道攻击成为密码学研究的一个热门领域。这类攻击基于物理设备在执行计算任务时必然与外界环境交互的特性，这些交互过程可能无意中泄露关于设备内部操作的信息。利用这些信息，攻击者可以对密码设备发起侧信道攻击，从而威胁到设备的安全性。为了应对这种威胁，掩码方案成为了一种主流的防御手段。该方案通过一种或多种计算操作，将敏感的中间值分解为多个分量(称为share)，以此降低侧信道泄漏与敏感数据间的相关性，增加攻击的复杂度。例如，一个具有d个share的掩码方案被称为d-1阶掩码方案，其中攻击复杂度随shares数量指数增加。然而，主流的掩码方案实现代价为o(d2)。利用攻击代价和实现代价间的不平衡性，允许根据不同的安全需求灵活调整掩码的阶数。而在高安全性需求的场景下，高阶掩码方案会产生较大的开销，因此掩码方案的实现方法及其效率显得尤为重要。

2、在信息安全领域，aes(高级加密标准，advanced encryption standard)是一种广泛使本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于比特切片的AES高阶掩码S盒快速实现方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的AES高阶掩码S盒快速实现方法，其特征在于，所述并行块数量word_size为通用寄存器位宽，d为掩码值的数量。

3.如权利要求1所述的AES高阶掩码S盒快速实现方法，其特征在于，所述步骤2中对AESS盒输入数据进行切片转换具体包括：

4.如权利要求1所述的AES高阶掩码S盒快速实现方法，其特征在于，步骤3中对比特切片后的数据加掩码，具体包括：

5.如权利要求1所述的AES高阶掩码S盒快速实现方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

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【技术特征摘要】

1.一种基于比特切片的aes高阶掩码s盒快速实现方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的aes高阶掩码s盒快速实现方法，其特征在于，所述并行块数量word_size为通用寄存器位宽，d为掩码值的数量。

3.如权利要求1所述的aes高阶掩码s盒快速实现方法，其特征在于，所述步骤2中对aess盒输入数据进行切片转换具体包括：

4.如权利要求1所述的aes高阶掩码s盒快速实现方法，其特征在于，步骤3中对比特切片后的数据加掩码，具体包括：

5.如权利要求1所述的aes高阶掩码s盒快速实现方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

6.如权利要求5所述的a...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宜文，张家豪，刘月君，周永彬，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：