白盒SM4的中间值平均差分分析

在白盒攻击环境中,攻击者对密码系统拥有全部的访问权限.为保证在白盒攻击环境下密钥的安全性,提出了白盒密码的概念.2016年,BOS等人首次将侧信道分析思想引入白盒密码的分析工作中,提出差分计算分析方法,开创了白盒密码分析的新路径.差分计算分析以白盒密码程序运行过程中的软件执行轨迹为分析对象,采用统计分析的方法执行密钥提取,是否掌握白盒密码的设计细节对分析几乎不产生影响.白盒SM4是商用密码标准算法SM4在白盒安全模型下的密码实现.为高效地评估白盒SM4的安全性,在对差分计算分析进行研究的基础上,提出一种针对白盒SM4的侧信道分析方法,称为中间值平均差分分析方法(IVMDA).IVMDA直接利用加密过程中的中间值进行分析,采用线性组合的方式抵消白盒SM4的混淆手段.在最少60条随机明文的参与下,仅需8 min左右即可完整地提取出第一轮子密钥.该方法相比于已有的分析方法,具备部署方便、适用于实际应用环境、分析效率高的特点.