一种针对高级加密标准AES算法的掩码防护方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114640439A(43)申请公布日2022.06.17(21)申请号202210375689.0(22)申请日2022.04.11(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号中国科学院微电子研究所(72)发明人姜佳怡冯燕陈岚(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师马天琪(51)Int.Cl.H04L9/06(2006.01)H04L9/00(2022.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种针对高级加密标准AES算法的掩码防护方法及装置(57)摘要本申请实施例提供了一种针对高级加密标准AES算法的掩码防护方法及装置，包括将携带第i轮掩码的数据与密钥数据进行异或处理，复用N个乘法模块进行求逆运算和仿射变换，进行行变换，若i＝10，进行掩码补偿，而后进行去掩码处理，输出经过密钥数据处理的密文，若i＜10，进行列混淆之后，进行掩码补偿，得到携带掩码的第j轮数据，继续执行将携带掩码的第j轮数据与密钥数据进行异或处理的步骤，j＝i+1，2≤j≤10。也就是说，在进行求逆运算时复用乘法模块，优化AES算法中的求逆运算，相较于其他防护方法中乘法模块需要的资源，本申请中乘法模块所占用的资源开销大大减小，满足降低防护方法的使用资源，降低资源开销的需求。CN114640439ACN114640439A权利要求书1/2页1.一种针对高级加密标准AES算法的掩码防护方法，其特征在于，所述方法包括：将携带掩码的第i轮数据与密钥数据进行异或处理，得到第i轮的第一结果，1≤i≤10；复用N个乘法模块对所述第i轮的第一结果进行求逆运算和仿射变换，得到第i轮的第二结果，N为整数；对所述第i轮的第二结果进行行变换，得到第i轮的第三结果；若i＝10，则对所述第i轮的第三结果进行掩码补偿，而后进行去掩码处理，输出经过所述密钥数据处理的密文；若i＜10，则对所述第i轮的第三结果进行列混淆之后，得到第i轮的第四结果，对所述第i轮的第四结果进行掩码补偿，得到携带掩码的第j轮数据，继续执行将携带掩码的第j轮数据与密钥数据进行异或处理的步骤，j＝i+1，2≤j≤10。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复用N个乘法模块对所述第i轮的第一结果进行求逆运算和仿射变换，得到第i轮的第二结果包括：复用N个乘法模块在有限域GF(24)对所述第一结果进行处理，得到第一子结果；在有限域GF(22)对所述第一子结果进行求逆运算，得到第二子结果；继续复用N个乘法模块在有限域GF(24)对所述第二子结果进行处理，得到第三子结果；对所述第三子结果进行仿射变换，得到所述第二结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述N为6，所述N个乘法模块包括：第一乘法模块、第二乘法模块、第三乘法模块、第四乘法模块、第五乘法模块和第六乘法模块；所述复用N个乘法模块在有限域GF(24)对所述第一结果进行处理，得到第一子结果包括：利用所述第三乘法模块、所述第五乘法模块和所述第六乘法模块在有限域GF(24)对所述第一结果进行处理，得到第一子结果；所述继续复用N个乘法模块在有限域GF(24)对所述第二子结果进行处理，得到第三子结果包括：利用所述第一乘法模块、所述第二乘法模块和所述第三乘法模块或利用所述第一乘法模块、所述第四乘法模块和所述第五乘法模块在有限域GF(24)对所述第二子结果进行处理，得到第三子结果。4.根据权利要求1‑3任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述第i轮的第三结果进行掩码补偿包括：将所述第10轮的第三结果和第一补偿掩码进行异或处理；所述对所述第i轮的第四结果进行掩码补偿包括：将所述第i轮的第四结果和第二补偿掩码进行异或处理。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述第10轮的第三结果和第一补偿掩码进行异或处理，得到第五结果；所述去掩码处理包括：将所述第五结果与目标掩码进行异或处理。6.一种针对高级加密标准AES算法的掩码防护装置，其特征在于，所述装置包括：第一处理单元，用于将携带掩码的第i轮数据与密钥数据进行异或处理，得到第i轮的第一结果，1≤i≤10；2CN114640439A权利要求书2/2页第二处理单元，用于复用N个乘法模块对所述第i轮的第一结果进行求逆运算和仿射变换，得到第i轮的第二结果，N为整数；第三处理单元，用于对所述第i轮的第二结果进行行变换，得到第i轮的第三结果；第四处理单元，用于若i＝10，则对所述第i轮的第三结果进行掩码补偿，而后进行去掩码处理，输出经过所述密钥数据处理的密文；第五处理单元，用于若i＜10，则对所述第i轮的第三结果进行列混淆之后，得到第i轮的第四结果，对所述第i轮的第四结果进行掩码补偿，得到携