SM4密码算法的踪迹驱动Cache分析

SM4密码是一种商用分组密码算法,是重要的国家密码行业标准.本文研究了SM4密码的抗踪迹驱动Cache攻击能力,并提出两种基于踪迹驱动Cache攻击的分析方法.首先提出了一种基于SM4算法前4轮加密的踪迹驱动Cache分析方法,对其加密前4轮的Cache泄露进行了分析.结果表明当仅考虑Cache访问命中泄露时,25个样本可恢复完整密钥;当同时考虑Cache访问命中和失效泄露时,20个样本可恢复密钥.然后引入代数分析方法,将其和踪迹驱动Cache分析结合进行优化,提出了一种踪迹驱动代数Cache分析方法.实验结果表明与传统踪迹驱动Cache分析相比,踪迹驱动代数Cache分析具有离线分析简单、通用性好、分析泄露轮数多、攻击数据复杂度低等优点,并且这一新方法只需要10个样本即可成功恢复密钥,大大降低了分析所需的样本量.本文的结果对其他典型分组密码的踪迹驱动Cache分析研究有很好的借鉴和参考意义.