【技术实现步骤摘要】
一种祖冲之密码安全算法的实现方法
[0001]本专利技术涉及信息安全
，尤其涉及一种抗能量攻击的祖冲之密码安全算法的实现方法。
技术介绍
[0002]ZUC密码算法与其它公开密码算法一样，其加密和解密过程是基本是一样的，其安全性除算法本身外，主要依赖于密钥的安全性，一旦密钥被破解(非法获取)，则整个算法就失去了安全性，加密也就失去了意义。
[0003]破解密钥分为入侵式物理攻击和非入侵式物理攻击，能量攻击是一种较为常见的非入侵式物理攻击手段，包括简单能量攻击(SPA)、差分能量攻击(DPA)和时间攻击等等。由于不同运算过程中，不同数值运算的耗电/电磁辐射大小不同，给在非入侵式物理攻击提供了可能。其主要原理是根据算法本身的特点，利用选择性明文，根据算法中运算中的顺序、运算内容的耗电/电磁辐射的大小进行破解，同时利用统计学原理，大量重复计算过程中，获取统计意义上的能量差异，从而获得密钥的真值或部分值。
技术实现思路
[0004]基于此，本专利技术的目的在于提供一种祖冲之密码安全算法的实现方法，其使得在运算过程中能量消耗在时间上具有随机性，并在统计意义上使得能量耗散白噪声化，破坏简单能量攻击(SPA)、差分能量攻击(DPA)的基础，使得非入侵物理攻击的方法失效。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种祖冲之密码安全算法的实现方法，包括以下阶段：
[0006]S1.密钥装入阶段；
[0007]S2.初始化阶段；
[0008]S3.工作阶段；
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，密钥装入阶段；S2，初始化阶段；S3，工作阶段；S4,密钥输出阶段；其中，在密钥装入阶段秘密产生一个随机数，根据随机数值获取对应的密钥装入的预定顺序，并按照对应的预定顺序进行密钥装入；在初始化阶段秘密产生一个或多个随机数，根据随机数值获取对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的预设顺序和/或计算寄存器初始化模式运算LFSRWithInitialisationMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器初始化模式LFSRWithInitialisationMode()的计算；和/或如下：在工作阶段秘密产生一个或多个随机数，根据该随机数值获取对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的预设顺序和/或计算寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并根据对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()的计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算；在密钥输出阶段秘密产生一个或多个随机数，根据该随机值获取对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的预设顺序及计算寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并根据对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()的计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算，在完成非线性函数W＝F(X0,X1,X2)运算后，计算Z＝W
⊕
X3；三个32比特字X0,X1,X2代表非线性函数F()的输入，一个32比特字W代表非线性函数F()的输出，Z为输出的32位密钥字，
⊕
表示按比特位逐位异或运算，X3为比特比特重组BitReconstrction()输出的最后一个比特字；在祖冲之算法中，“字”表示一个32比特数据字段。2.根据权利要求1所述的祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在于：在密钥装入阶段秘密产生一个随机数，根据随机数值获取对应的密钥装入的预定顺序，并按照对应的预定顺序进行密钥装入；包括：先产生一个随机数r0,按照预定的算法计算出随机数r0所对应的线性反馈寄存器LFSR内容s
i
的装入的预定顺序，并根据该预设顺序完成线性反馈寄存器LFSR内容s
i
的装入，即完成：s
i
＝Ki||Di||IVi，i＝0,1,
…
,15；其中，Ki为密钥，IVi为初始向量，Di为祖冲之算法所规定的240比特常量。3.根据权利要求1所述的祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在于：在初始化阶段秘密产生一个或多个随机数，根据随机数值获取对应的计算比特重构
BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的预设顺序和/或计算寄存器初始化模式运算LFSRWithInitialisationMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器初始化模式LFSRWithInitialisationMode()的计算；包括：先产生一个或多个随机数ri,按照预定的算法计算出随机数ri所对应的计算比特重构BitReconstrction()、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)和/或寄存器初始化模式运算LFSRWithInitialisationMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器初始化模式LFSRWithInitialisationMode()的计算。4.根据权利要求1所述的祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在于：在工作阶段秘密产生一个或多个随机数，根据随机数值获取对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数F(X0,X1,X2)的预设顺序和/或计算寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并根据对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()的计算、非线性函数F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算；包括：先产生一个随机数r1或多个随机数r1、r2、r3,按照预定的算法计算出随机数r1所对应的计算比特重构BitReconstrction()、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)和/或寄寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算；或者，按照预定的算法计算出随机数r1所对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、随机数r2所对应的计算非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的预设顺序、随机数r3所对应的计算寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算。5.根据权利要求1所述的祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在于：在密钥输出阶段秘密产生一个或多个随机数，根据随机数值获取对应的计算比特重构BitReconstrction()的预设顺序、计算非线性函数Z＝F(X0,X1,X2)
⊕
X3的预设顺序及计算寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并根据对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()的计算、非线性函数Z＝F(X0,X1,X2)
⊕
X3的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算；包括：先产生一个或多个随机数rj,按照预定的算法计算出随机数rj所对应的计算比特重构BitReconstrction()、非线性函数Z＝F(X0,X1,X2)
⊕
X3和/或寄寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的预设顺序，并按照对应的预设顺序进行比特重构BitReconstrction()计算、非线性函数W＝F(X0,X1,X2)的计算和/或寄存器工作模式运算LFSRWithWorkMode()的计算。6.根据权利要求3、4或5所述的祖冲之密码安全算法的实现方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫鸣生，闫申，安刚，王金贵，
申请(专利权)人：北京江南天安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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