平稳与平衡——椭圆曲线密码体制抗旁信道攻击的策略与手段

旁信道攻击方法(sidechannelattack)通过对密码系统的一些特殊信息的获取来进行分析与攻击·对于椭圆曲线密码体制,最主要的就是要使标量乘能够抵抗旁信道攻击方式,密码学界的研究者在这方面做了很多具体且细致的工作,从各个不同的角度提出了很多新的算法与方案·综述了椭圆曲线密码体制上抗旁信道攻击的进展情况,以“平稳”与“平衡”作为两条线索,讨论了椭圆曲线密码系统上抗旁信道攻击的各种策略和方案,指出了它们各自的优劣以及适用范围,并在最后探讨了该领域未来研究和发展方向·

一种抗差分计算分析的白盒SM4方案

研究白盒密码的设计与分析对于保证密码算法在实际应用场景下的安全性具有重要意义.本文发现白鲲鹏等人提出的白盒SM4方案存在安全性漏洞,采用Bos等人的差分计算分析方法,可以在8分钟内恢复出整个初始密钥.基于非线性编码改进了该方案,可以抵抗差分计算分析.改进后方案需要的内存空间为34.5 MB,各种查找表的白盒多样性的最小值为2^(568.8),各种查找表的白盒含混度的最小值为2^(148.4),有效抵抗Bos等人的差分计算分析、潘文伦等人的攻击、BGE攻击、林-来攻击、De Mulder等人的攻击、MGH攻击以及Lepoint等人的攻击.

对一种白盒SM4方案的差分计算分析

传统密码算法的安全性建立在黑盒攻击模型下.在这种攻击模型下,攻击者只能获取密码算法的输入输出,而无法得知密码算法运行时的内部细节.近年来白盒攻击模型的概念被提出.在白盒攻击模型下,攻击者既可以获取密码算法的输入输出,也可以直接观测或更改密码算法运行时的内部数据.为保证已有密码算法在白盒攻击环境下的安全性,在不改变其功能的基础上通过白盒密码技术对其进行重新设计被称为已有密码算法的白盒实现.研究白盒实现方案的设计与分析对于解决数字版权管理问题具有重要意义.近年来,出现了一类针对白盒实现方案的旁信道分析方法.这类分析手段只需要知道很少白盒实现方案的内部细节,却可以提取到密钥,因此是一类对现有白盒实现方案具有实际威胁的分析手段.对现有白盒实现方案进行此类分析对于确保方案安全性具有重要现实意义.此类分析方法中的典型代表是基于差分功耗分析原理的差分计算分析.基于差分计算分析,对白-武白盒SM4方案进行了安全性分析.基于对GF(2)上n阶均匀随机可逆矩阵统计特征的研究结果,提出了一种改进型差分计算分析(IDCA),可以在分析成功率几乎不变的前提下显著提升分析效率.结果表明,白-武白盒SM4方案在面对差分计算分析时不能保证安全性,必须对其进行进一步改进使之满足实际应用场景下的安全性需求.

移动自组织网络中内部丢包的检测模型

无线移动自组织网络中数据的传输是基于中间节点的合作转发的,但由于内部自私节点为了节省带宽和电量或者网络受到恶意节点的攻击,导致丢包行为发生,网络性能严重降低。基于无线自组织网络常用的路由协议AODV,提出了一种新的针对内部丢包攻击的检测模型。该检测模型引入旁信道概念,旁信道节点和看门狗共同检测并记录节点转发报文行为,采用邻居信息表存放检测结果,当相应节点的记录值达到一定下限时就被隔离出网络。由于旁信道可以发送警报报文,该模型能够同时检测到自私节点或合作攻击节点引起的内部丢包攻击。