一种针对SM4密码算法轮输入汉明重量的模板攻击方法

摘要

本发明公开了一种针对SM4密码算法模板攻击的方法。该方法以SM4算法轮输入作为攻击点，选择汉明重量建立模板，以较少的模板数量就能实现完整的SM4模板攻击；同时在模板匹配阶段以选择性的明文输入作为基础，利用支持向量机作为判别分析的工具，只需要两次匹配就可以破解出子密钥的一个比特。该方法有效解决了现阶段其他方法针对模板攻击模板数据过多、计算量过大的问题。

主权项

针对SM4密码算法基于汉明重量的模板攻击的方法，以SM4算法的轮输入作为模板攻击的目标，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：建立模板阶段，选择性的输入明文或者密文X₀、X₁、X₂和X₃与随机的已知密钥，建立轮输入M=(X_i+1⊕X_i+2⊕X_i+3⊕rk_i)(i=0,1,2,3)为运算中间值的汉明重量的模板,每轮轮输入运算建立33个模板；S2：模板匹配阶段，分别将每轮的33个模板建立对应的33个支持向量机分类器，针对每一个模板建立分类器时，当前模板为正类，其余的模板为负类;通过选择性明文或密文的输入，建立未知密钥的模板T；更新当前轮X=(X_i+1⊕X_i+2⊕X_i+3⊕rk_i)，(i=0,1,2,3)结果的第比特，建立新的未知模板T’,利用分类器分别对模板和进行匹配，得出其对应的汉明重量分别为W和W’，比较W和W’的大小，即可得出当前轮密钥的第j比特,重复上面的过程，直到恢复出前4轮的字密钥；S3：在S2的基础上得出前四轮的字密钥，运用SM4密钥扩展算法推出未知的SM4的密钥。