SM2椭圆曲线门限密码算法

在门限密码学中,私钥信息被分享给独立的多个参与者,每一次私钥计算都需要多个参与者同意,从而提高算法安全性;而且当少量参与者发生故障、不可用时,不影响私钥的可用性.一个安全的(t,n)门限密码算法应当满足:(1)任意多于t个参与者可以计算最终的签名、交换的密钥或明文,而t个或少于t个参与者不能得到关于以上结果的任何信息;(2)在算法执行过程中不泄露关于私钥和参与者的子私钥的任何信息.相比于其他密码体制,椭圆曲线密码体制在达到相同安全性的条件下所需要的密钥更短,因此具有优越性.本文基于最近发布的SM2椭圆曲线公钥密码算法,提出了安全有效的门限密码方案,包括门限签名算法、门限密钥交换协议和门限解密算法,同时分析了上述算法的安全性和效率。本文提出的门限密码算法可支持有可信中心和无可信中心的不同情况,并且具有较小的通信复杂度.安全分析表明,(1)在n≥2t+1(n≥3t+1)情况下,提出的门限签名方案可容忍对t个成员的窃听(中止)攻击,(2)在n≥t+1(n≥2t+1)情况下,提出的门限密钥交换和门限解密算法可以容忍对t个成员的窃听(中止)攻击.

基于Chebyshev多项式的椭圆曲线密码系统算法

通过结合Chebyshev多项式与椭圆曲线,构造基于Chebyshev多项式的椭圆曲线密码系统算法。利用有限域上Chebyshev良好的半群特性和椭圆曲线上的性质,实现了在椭圆曲线上的加密算法。该算法具有混沌密码和椭圆曲线密码算法的优点。通过对该算法的分析,认为算法简单、安全性高、方案可行。

一种椭圆曲线密码算法ECC旁路攻击方法研究

针对椭圆曲线密码算法ECC的旁路安全性进行研究,分析了ECC算法的旁路攻击脆弱点。对点乘和点加进行了研究,在此基础上,研究ECC密码算法差分功耗攻击过程,给出了未加防护和加入一位固定值掩码的ECC算法差分功耗攻击方法;并进行了相应的攻击实验,对两种旁路攻击实验结果进行了比较分析,表明未加防护的ECC算法不能防御旁路攻击。同时实验结果显示,相对于对称密码算法,ECC密码算法攻击的难度较大。

并行结构的椭圆曲线密码算法实现

介绍了椭圆曲线密码算法中的基本运算——点加、点倍算法的选取及用点加点倍并行实现点乘的方法,提出了在一个CPU两个公钥运算核的SoC系统中点加、点倍并行计算完成点乘的思想,并给出了一种在椭圆曲线密码系统(ECC)中的高效点乘运算的具体实现。该设计使得ECC运算比普通算法在效率上提高60%以上。

SM2椭圆曲线公钥密码算法综述

SM2椭圆曲线公钥密码算法(简称SM2算法)于2010年12月首次公开发布,2012年成为中国商用密码标准(标准号为GM/T 0003—2012),2016年成为中国国家密码标准(标准号为GB/T32918—2016).简介SM2算法的研制背景,详细描述SM2算法,介绍SM2算法安全性研究情况,并评估其实现效率.迄今为止与SM2算法相关的研究表明,SM2算法的可证安全性达到了公钥密码算法的最高安全级别,其实现效率相当于或略优于一些国际标准的同类椭圆曲线密码算法.

椭圆曲线密码算法在智能密码钥匙中的实现

椭圆曲线密码算法主要应用于智能密码钥匙的芯片操作系统中,它从技术上保证了信息的绝对安全性,并且实现了数据加解密、数字签名和身份认证等功能。这些功能的实现大大提高了智能密码钥匙的安全机制。本文将研究安全椭圆曲线的生成以及椭圆曲线密码算法在智能密码钥匙的数据加解密、数字签名和身份认证三个方面的实现。

椭圆曲线密码的优化设计方法

椭圆曲线密码算法依赖于离散对数问题的困难性,具有安全强度高、计算复杂度小的特点.椭圆曲线密码系统的主要操作为点乘运算,是加解密过程中最为耗时的部分.文中对点乘运算进行优化,提出了椭圆曲线密码算法实现的硬件体系结构,设计了基于FPGA/ASIC的加解密系统.通过对有限二进制域的乘法优化、平方优化和除法优化,提高了加解密算法的实现效率.分析和测试表明,所设计的硬件体系结构具有硬件资源消耗小、模块接口复杂度低和可扩展性强的特点,且支持113、163、193等多种密钥长度,相对于椭圆曲线密码算法的软件实现,文中的椭圆曲线密码处理器加速比最高可达到上千倍.

ECC密码算法的低功耗硬件实现研究

椭圆曲线密码算法作为高安全性的公钥密码;ECC算法的优化和软硬件实现是当前的研究热点;采用硬件实现椭圆曲线密码算法具有速度快、安全性高的特点,随着功耗分析、旁路攻击等新型分析方法的发展,密码算法硬件实现中的低功耗设计越来越重要;针对椭圆曲线密码算法的特点,主要对该算法芯片设计中的低功耗设计方法进行探讨。

GF（2^m）椭圆曲线密码体制在智能卡中的应用

介绍了特征2域上的椭圆曲线密码体制(ECC)的理论基础。分析了智能卡的安全机制,将椭圆曲线密码体制应用到智能卡中,给出了椭圆曲线密码算法在智能卡数据加密中的实现,并给出了在智能卡pin验证中的应用流程。最后,对ECC智能卡的性能进行了分析。

OCTEON处理器上实现国密SM2算法整体优化方案研究

SM2椭圆曲线公钥密码算法的核心运算是椭圆曲线上点乘算法,因此高效实现SM2算法的关键在于优化点乘算法。对椭圆曲线的点乘算法提出从底层到高层逐层优化的整体方案。上层算法使用带预计算的modified-w NAF算法计算点乘,中间层使用a=-3的Jacobian投影坐标系计算点加和倍点,底层基于OCTEON平台的大数乘加指令使用汇编程序实现模乘算法。最终在OCTEON CN6645处理器上实现该算法,实验结果表明:SM2数字签名速度提高了约540%,验证提高了约72%,加密提高了169%,解密提高了61%。

基于FPGA的F2^m域椭圆曲线点乘的快速实现

椭圆曲线点乘的实现速度决定了椭圆曲线密码算法(ECC)的实现速度。采用蒙哥马利点乘算法,其中模乘运算、模平方运算采用全并行算法,模逆运算采用费马.小定理并在实现中进行了优化,完成了椭圆曲线点乘的快速运算。采用Xilinx公司的Virtex-5器件族的XCV220T作为目标器件,完成了综合与实现。通过时序后仿真,其时钟频率可以达到40 MHz,实现一次点乘运算仅需要14.9μs。

基于ECC算法的双向认证协议研究

提出了一种应用于连接保护系统上的基于椭圆曲线密码学(ECC)算法的认证协议,并对它的安全性和效率进行了分析。分析发现,在保证安全性的前提下,这里提出的认证协议与DTCP协议相比,效率更高。

基于ECC算法的软件注册码方案

通过对软件注册码的性能要求进行分析,提出了基于椭圆曲线密码算法ECC的注册码应用方案,该方案充分发挥了ECC算法签名和认证模块的相对独立性和安全性,更好地防止了非法注册码的传播和制作,是一个高强度的软件注册码方案。

抗简单功耗攻击的SM2原子算法

SM2算法是中国国家密码管理局颁布的商用椭圆曲线公钥密码标准算法.传统密码算法通常存在安全漏洞,攻击者往往针对算法中的安全薄弱环节展开攻击,分析提取密钥,对密码系统和人们的财产安全构成很大威胁.功耗攻击是最常见的攻击方式,它具有较小密钥搜索空间及较高分析效率等诸多优点.功耗攻击利用密码算法运行过程中的功耗泄漏,采集功耗曲线分析恢复得到密钥.为有效抵抗功耗攻击,提高SM2算法安全性,参考国际椭圆曲线密码算法,将原子概念运用到SM2中,提出一种新型结构的原子算法.经理论分析,在运算量方面相比基本算法降低了27.4%,并且均低于已有的原子算法.经由SAKURA-G FPGA仿真验证结果表明,能够成功抵抗简单功耗攻击.

NAF点乘算法的并行计算研究

分析了目前常用的NAF点乘算法,并提出了改进的并行NAF点乘算法,改进后的算法具有并行调度点加和点倍的特点,实验表明改进后的算法比原算法效率有明显提高。

基于AES算法和改进ECC算法的混合加密方案

高级加密标准(AES)和椭圆曲线密码算法(ECC)是对称加密技术和非对称加密技术中的重要算法。首先对AES算法和ECC算法进行了讨论,在对影响ECC算法效率的因素模逆操作进行了改进,提出基于AES算法和改进ECC算法的混合加密方案。该方案具有运算速度快,安全性能高的优点,具有很好的实用性。

基于阵列结构的ECC算法核心运算模块设计

针对椭圆曲线密码算法复杂、计算开销大、运算强度高和数据量大的特点,提出一种ECC算法硬件实现阵列处理结构,设计了有限域GP(2m)上的核心运算(模乘和模除运算)模块,实现了核心算法到计算结构的空间映射。设计原型在Xilinx公司Virtex-E系列FPGA器件上实现并进行验证。实验结果表明,该结构可获得较高的并行处理能力和计算效率,时钟频率和运算速度显著提高,在100 MHz时钟频率下,点乘运算速度达到平均90多次/秒。

在区块链中基于混合算法的数字签名技术

随着加密数字货币的崛起,新兴的区块链技术成为了研究热点,由于区块链技术的去中心化和信任机制的提出,数字签名显得尤为重要。为提高数字签名的安全性,文中在交易过程中提出了一种基于高级加密标准(AES)和椭圆曲线密码算法(ECC)的混合加密算法,双方经过Diffie-Hellman(DH)算法管理密钥的方法实现签名,使其各自检验对方的身份。既实现了对称加密技术运行速度快的特点,又实现了非对称加密密钥的安全性,同时也使签名更具真实性和可靠性。

一种基于椭圆曲线的序列号软件保护方案

这里提出了一种基于椭圆曲线公钥密码算法的序列号生成方案,结合签名技术,可以防止敌手代码被篡改或者跳过某些重要代码,因此该方案构成一种安全有效的软件保护方案,最后分析了该方案的安全性,并进行了方案的有效性实验。

PKI系统支持SM2椭圆曲线公钥密码算法的研究

目前各大部委、大型企业集团均建设有PKI系统,发放了大量数字证书,整合了大量应用,数字证书技术在中国得到了深入、全面的发展和应用。针对国家近期发布的关于公钥密码算法升级的要求,文中深入浅出地分析了国内PKI系统建设、应用的模式和现状,论述了相应的升级解决方案,指出了升级的关键环节,并指明了开展该项工作需要注意的问题。