基于智能卡實(shí)現(xiàn)SM4分組加密算法
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針對基于智能卡硬件實(shí)現(xiàn)的SM4分組加密算法的物理泄露安全問題，提出了一種快速、高效的相關(guān)功耗分析方法，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，暴露了即使是理論上非常安全的SM4加密算法，在物理實(shí)現(xiàn)過程中也會泄露重要的敏感信息。首先，通過分析SM4算法的實(shí)現(xiàn)流程和加密特性，建立功耗分析的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)出解密流程和優(yōu)化算法；其次，結(jié)合理論物理泄露點(diǎn)，搭建完整的智能卡硬件功耗分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過智能卡的功耗數(shù)據(jù)采集、分析、優(yōu)化，研究真實(shí)智能卡的側(cè)信道安全漏洞；最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化功耗分析，探討嵌入式系統(tǒng)環(huán)境下的SM4算法安全性能。與Mifare DESFire MF3ICD40智能卡三重數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（3DES）算法側(cè)信道分析相比，所提方法將功耗數(shù)據(jù)量從25萬條降低到不足一千條，分析時間從7個多小時，減小到幾分鐘，并且完整地恢復(fù)了SM4的原始密鑰，能有效提高硬件環(huán)境下的功耗分析效率，降低計算復(fù)雜度。
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