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面向SM4侧信道攻击的高效方案的设计与实现 认领 引用 被引量：1
1
作者 付杰 张肖强 +5 位作者 林信南 高小芳 杨潇雨 李梁 吴大畏 郑辛星 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2026年第1期93-101,共9页
针对SM4算法无法抵御DPA攻击,其功耗数据直接用硬件采集和软件采集都需大量能量迹,成功率低的问题,本文提出在硅前开发阶段使用不同的汉明重量模型对算法进行DPA攻击评估,利用Synopsys的EDA工具开发了相应的实验验证平台;使用不同的猜... 针对SM4算法无法抵御DPA攻击,其功耗数据直接用硬件采集和软件采集都需大量能量迹,成功率低的问题,本文提出在硅前开发阶段使用不同的汉明重量模型对算法进行DPA攻击评估,利用Synopsys的EDA工具开发了相应的实验验证平台;使用不同的猜测密钥来和明文数据来模拟攻击点的输出,攻击拓展后密钥rk,共32位。通过使用多比特汉明重量模型运用到Matlab破解程序中,以首轮S盒的输出作为攻击点,得出初始密钥的低八位rk 0为8′hf9,次低八位rk 1为8′h86等等。结果表明,在硅前开发阶段使用不同的汉明重量模型评估DPA攻击效果避免了软硬件采集过程中获取功耗曲线时间过长却效果不佳的问题,同时验证了开发的软件采集平台的通用效果和准确性能。 展开更多
关键词 SM4 差分功耗攻击 汉明重量 功耗数据采集平台
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基于类词元自注意力的SM4算法端到端建模攻击 认领 引用
2
作者 张雨 王子龙 +2 位作者 柴进晋 任思语 张柳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期103-119,共17页
密码设备的安全性尤为重要,能量分析是评估其硬件安全的关键手段。现有针对搭载SM4密码的设备的能量分析工作对有保护措施的密码设备的关注不足,难以在实际场景下直接应用于原始能量迹分析。同时,现有的端到端建模攻击框架,在分类任务... 密码设备的安全性尤为重要,能量分析是评估其硬件安全的关键手段。现有针对搭载SM4密码的设备的能量分析工作对有保护措施的密码设备的关注不足,难以在实际场景下直接应用于原始能量迹分析。同时,现有的端到端建模攻击框架,在分类任务的信息聚合效率上存在局限。针对这些问题,提出了一种基于自注意力机制的端到端建模攻击框架,并评估了有保护措施的SM4加密设备在抗侧信道攻击中的表现。首先引入可训练的类词元,并将其与预处理后的能量迹词元并行输入到多层自注意力编码器中。其次为了提升网络的信息聚合效率,仅使用类词元对应的编码器输出部分来执行分类任务。最后,基于提出的攻击框架,对采用掩码技术和随机延迟保护机制的SM4加密设备进行了端到端建模攻击。为保护加密设备,依据密码算法中间变量的信噪比,采用了轻量级二阶掩码方案以模糊泄露变量的功耗特征。在此基础上,通过对能量迹实施随机延迟,构建了4个不同防护措施下的SM4加密设备的能量迹数据集。在建模阶段,提出的攻击框架在全部4个实验组中的准确率均超过了现有端到端建模攻击框架,且在3个实验组中拥有更低的训练时间复杂度。在攻击阶段,分别使用2、19、23和71条能量迹恢复了无随机延迟及1倍、2倍、4倍时钟周期随机延迟保护下的密钥字节。为了评估模型在更严苛场景下的表现,烧录了三阶掩码和随机延迟交叉防护的密码设备,使用网络结构进行建模攻击,并进行了在单核CPU环境下的密钥攻击实验用以评估资源受限场景下密钥恢复的耗时。因此,所设计的网络结构有效提升了端到端建模攻击框架的信息聚合效率,并成功对SM4加密设备所泄漏原始能量迹进行了能量分析。 展开更多
关键词 SM4算法 侧信道攻击 端到端建模攻击 类词元 自注意力模型
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基于MCU的低功耗型SM4硬件设计与实现 认领 引用
3
作者 吉兵 屈凌翔 《电子技术应用》 2026年第5期24-28,共5页
随着国产新能源汽车的高速发展,搭载国产加密算法的主控MCU的需求日益增长。为了满足这一需求,设计了一款MCU通用的SM4算法硬件安全模块,该模块以国密SM4算法为引擎核心,支持主流ECB、CBC、CFB、OFB、CTR等模式,采用标准AHB总线接口,支... 随着国产新能源汽车的高速发展,搭载国产加密算法的主控MCU的需求日益增长。为了满足这一需求,设计了一款MCU通用的SM4算法硬件安全模块,该模块以国密SM4算法为引擎核心,支持主流ECB、CBC、CFB、OFB、CTR等模式,采用标准AHB总线接口,支持DMA传输,采用低功耗设计技术,可满足当前主流MCU电路设计需要;该模块基于商用40 nm CMOS工艺线完成电路设计和制造,经过流片后的测试和验证,SM4算法模块各功能正确,模块工作频率可达400 MHz,具有较高的商业价值。 展开更多
关键词 40 nm SM4 AHB 低功耗
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基于毛刺探测模型的低随机数SM4一阶门限实现 认领 引用
4
作者 祝汉鹏 胡晓婷 张露露 《网络空间安全科学学报》 CSCD 2026年第3期80-91,共12页
门限实现作为一种具有可证明安全性的抗侧信道攻击方法,已被广泛应用于各类密码算法中。尽管已有研究提出了多种针对SM4算法的侧信道攻击防护方案,但现有方案在面对毛刺扩展探测等新型攻击模型时仍存在安全缺陷。因此,本文提出一种改进... 门限实现作为一种具有可证明安全性的抗侧信道攻击方法,已被广泛应用于各类密码算法中。尽管已有研究提出了多种针对SM4算法的侧信道攻击防护方案,但现有方案在面对毛刺扩展探测等新型攻击模型时仍存在安全缺陷。因此,本文提出一种改进的SM4算法S盒一阶门限实现方案。该方案基于塔域GF((22)2)2结构设计S盒,重构满足门限特性的乘法器,并引入COTG(changing of the guards)技术优化随机数添加策略,将单个S盒的随机数消耗降低至10 bit。本文借助形式化验证工具SILVER,证明了该方案在毛刺扩展探测模型下的理论安全性,并通过测试向量泄露评估(test vector leakage assessment,TVLA)验证了整体物理电路的实际防护能力。实验结果表明,该方案可有效抵御一阶侧信道攻击。 展开更多
关键词 SM4算法 抗侧信道攻击 毛刺探测模型 低随机数 一阶门限实现
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国密SM4在应急广播核心播发数据网络安全中的应用 认领 引用
5
作者 温绍仑 《电视电声科学与技术》 2026年第3期166-168,共3页
为解决应急广播核心播发数据网络面临的窃听、篡改、身份仿冒等安全威胁,引入国密SM4分组密码算法构建安全防护体系。采用SM4算法的密码分组链接(Cipher Block Chaining,CBC)模式实现播发数据加密传输,结合基于SM3算法的密钥散列消息认... 为解决应急广播核心播发数据网络面临的窃听、篡改、身份仿冒等安全威胁,引入国密SM4分组密码算法构建安全防护体系。采用SM4算法的密码分组链接(Cipher Block Chaining,CBC)模式实现播发数据加密传输,结合基于SM3算法的密钥散列消息认证码(keyed-Hash Message Authentication Code,HMAC)机制保障消息完整性。实验结果表明,该国密方案在抵御3类攻击时,防护成功率达100%,加密耗时比高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)快9.5%,系统吞吐量提高11.3%,且应急密钥更新可在4.7 min内完成全网切换。这表明该方案在保证安全性的同时,具备更优的处理性能和更强的应急响应能力。 展开更多
关键词 应急广播 国密SM4分组密码算法 网络安全
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Quantum Key-Recovery Attacks on SM4-Like Structures 认领 引用
6
作者 LU Hong-Yu YU Qing-Yuan +1 位作者 LI Bo-Yun LIU Qun 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2026年第3期558-572,共15页
Although several quantum cryptanalytic efforts have been made against SM4-like structures,existing key-recovery attacks either require nested applications of Simon’s algorithm or rely on its combination with Grover’... Although several quantum cryptanalytic efforts have been made against SM4-like structures,existing key-recovery attacks either require nested applications of Simon’s algorithm or rely on its combination with Grover’s algorithm.Thus,a 7-round quantum distinguisher is constructed specifically for SM4,which enables a polynomial-time key-recovery attack based on a direct application of Simon’s algorithm in the quantum chosen-plaintext(qCPA)attack model.Moreover,the proposed approach is extended to the d-branch SM4-like structure and a(2d−1)-round key-recovery distinguisher is developed where d is even,yielding a key-recovery attack that also runs in polynomial time.These results provide a simpler and clearer understanding of the resistance of SM4 against quantum attacks. 展开更多
关键词 SM4-like structure Simon’s algorithm periodic distinguishers quantum key-recovery attacks
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一种SM4算法的高效FPGA实现 认领 引用
7
作者 竹显涛 李玥 赵雄伟 《电子技术应用》 2026年第4期127-133,共7页
随着信息安全和数据隐私需求的日益增长,国产SM4分组密码算法在政务、商业等信息传输领域具有重要应用价值。针对SM4算法在FPGA实现中的性能瓶颈问题,提出一种高效的全流水线硬件架构。通过优化S盒的硬件实现,将每轮迭代中的S盒数量从4... 随着信息安全和数据隐私需求的日益增长,国产SM4分组密码算法在政务、商业等信息传输领域具有重要应用价值。针对SM4算法在FPGA实现中的性能瓶颈问题,提出一种高效的全流水线硬件架构。通过优化S盒的硬件实现,将每轮迭代中的S盒数量从4个减少至1个,并采用组合逻辑实现快速替换,显著降低资源消耗。同时,设计32级全流水线加解密模块,实现多数据块的并行处理,将加解密吞吐率压缩至一个时钟周期。实验基于Xilinx Zynq7045平台,结果表明,该设计在不使用额外存储器资源的情况下,工作频率达到412 MHz,吞吐率高达52.7 Gb/s,单位面积吞吐率性能较现有方案提升20%以上。 展开更多
关键词 SM4算法 FPGA 流水线设计 S盒优化
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基于比特切片技术的WAPI变电站智能运维SM4加密算法优化研究 认领 引用
8
作者 张静 林雪川 +2 位作者 余勇 黄云刚 杨彬 《自动化与仪器仪表》 2026年第2期39-42,47,共4页
目前变电站智能运维场景中存在数据加密效率与安全需求不匹配的问题。为了解决这一问题,研究选择结合高级加密标准与SM4加密算法,并在此基础上采用比特切片技术对其进行优化以构建WAPI变电站智能运维模型。结果显示,在设备身份认证场景... 目前变电站智能运维场景中存在数据加密效率与安全需求不匹配的问题。为了解决这一问题,研究选择结合高级加密标准与SM4加密算法,并在此基础上采用比特切片技术对其进行优化以构建WAPI变电站智能运维模型。结果显示,在设备身份认证场景下,研究模型的加密延迟仅仅为1.36 ms,而AES-SM4和SIMD的加密延迟分别为3.49 ms和5.82 ms。研究模型的总更新时间始终低于对比模型,其增长幅度相对较平缓。而AES-SM4的总更新时间最高达到了375.42 s。由此可知,研究模型能够为变电站智能运维数据安全提供高效支撑。 展开更多
关键词 比特切片技术 WAPI变电站 智能运维 AES SM4
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基于国密SM4算法的关键工业数据安全加密方法探究 认领 引用
9
作者 芦文杰 《消费电子》 2026年第4期104-106,共3页
针对关键工业数据传输中明文风险高、国际算法合规性不足、低算力设备难适配的问题,文章探究基于国密SM4算法的安全加密方法。设计基于LKT4305-GM芯片的硬件实现方案,通过软硬件协同、一次一密保障安全与效率。经性能测试验证,该方案满... 针对关键工业数据传输中明文风险高、国际算法合规性不足、低算力设备难适配的问题,文章探究基于国密SM4算法的安全加密方法。设计基于LKT4305-GM芯片的硬件实现方案,通过软硬件协同、一次一密保障安全与效率。经性能测试验证,该方案满足工业实时性与稳定性需求,能适配低算力工业设备,符合国内合规要求,为关键工业数据的安全传输提供了可行的技术路径。 展开更多
关键词 国密 SM4 数据加密
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基于SM4-GCM与SM3双重哈希链的大数据存证存储系统设计 认领 引用
10
作者 张健 张敏 徐天元 《电子产品世界》 2026年第4期55-58,72,共4页
针对大数据存储面临的数据窃取、密钥破解与哈希篡改3类核心威胁,提出一种基于SM4-伽罗瓦/计数器模式(SM4-Galois/counter mode,SM4-GCM)加密算法与SM3双重哈希链的大数据存证存储系统。存储层采用了SM4-GCM认证加密与动态派生密钥机制... 针对大数据存储面临的数据窃取、密钥破解与哈希篡改3类核心威胁,提出一种基于SM4-伽罗瓦/计数器模式(SM4-Galois/counter mode,SM4-GCM)加密算法与SM3双重哈希链的大数据存证存储系统。存储层采用了SM4-GCM认证加密与动态派生密钥机制,将数据泄露范围限制于单一块内,有效降低节点渗透风险;密钥层创新性地设计了基于SM3的可恢复式密钥封装,利用哈希值与异或掩码消除密钥明文托管隐患;完整性层构建了基于SM3双重哈希链的存证验证模型,通过全局控制链与局部数据链的强绑定,实现高联动、强约束的抗篡改特性。测试结果表明,该系统的抗窃取破解比例为0.01%,篡改检出率达99.98%,显著提升了大数据存证存储系统的安全强度。 展开更多
关键词 数据安全 SM4-GCM SM3双重哈希链
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SM4算法基于不同逻辑门集的量子优化实现 认领 引用 被引量：2
11
作者 郭运雨 向泽军 +2 位作者 林达 曾祥勇 张莎莎 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2025年第1期163-179,共17页
本文主要研究SM4算法的低Toffoli深度以及低T深度的量子电路构造.对于SM4算法的S盒,本文以对其基于塔域分解技术得到的经典实现的重新划分为基础,通过添加量子辅助比特使每部分的Toffoli深度以及T深度达到理论上的最小值.在经典实现的... 本文主要研究SM4算法的低Toffoli深度以及低T深度的量子电路构造.对于SM4算法的S盒,本文以对其基于塔域分解技术得到的经典实现的重新划分为基础,通过添加量子辅助比特使每部分的Toffoli深度以及T深度达到理论上的最小值.在经典实现的重新划分中,第二部分可视为4比特S盒,本文在基于NCT门集设计其量子电路时,提出了一种Toffoli深度为2的实现方案,该方案仅消耗8个量子辅助比特.针对重新划分中的第二部分基于Clifford+T门集的实现,本文使用基于SAT的搜索算法得到该部分与门深度为2的实现,并基于此设计了其T深度为2的量子电路.上述方法能在仅添加有限量子比特的条件下,有效地降低S盒整体电路的Toffoli深度以及T深度.基于上述方法,本文分别设计了SM4算法S盒Toffoli深度为8以及T深度为4的量子电路.将上述S盒电路应用于SM4算法整体设计中,本文最终分别设计了SM4算法的Toffoli深度为264、T深度为132的量子电路. 展开更多
关键词 SM4算法 塔域分解 S盒 量子实现
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SM4密钥扩展算法的单能迹攻击 认领 引用 被引量：3
12
作者 吴震 赵洋 王敏 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2025年第10期2441-2454,共14页
在分布式物联网的大规模应用背景下,各实体设备中密码技术作为信息安全的底层支撑架构,正面临着侧信道攻击(SCA)这一物理层安全威胁的严峻挑战. SM4分组密码算法作为我国自主研制的商用密码算法标准,已深度集成于分布式物联网安全协议中... 在分布式物联网的大规模应用背景下,各实体设备中密码技术作为信息安全的底层支撑架构,正面临着侧信道攻击(SCA)这一物理层安全威胁的严峻挑战. SM4分组密码算法作为我国自主研制的商用密码算法标准,已深度集成于分布式物联网安全协议中,但其实现层面的侧信道脆弱性问题亟待解决.针对SM4密钥扩展算法的侧信道攻击研究存在空白,现有攻击方法多依赖多能迹统计特性,而单能迹攻击研究匮乏.研究提出一种基于贝叶斯网络结合建模侧信道攻击的单能迹侧信道攻击方法,针对单条能量轨迹,通过构建概率图模型,结合置信传播算法,实现对轮子密钥的高效推测,进而恢复主密钥.仿真实验与实测实验表明该攻击方法有效,在理想实测环境下主密钥恢复成功率达85.74%,即使在实测能迹中添加大量高斯白噪声,使得信噪比仅为10 d B的条件下,成功率仍可达70%.与传统方法相比,所提方法在成功率、所需能量轨迹数量和攻击时间等方面优势显著,为分布式物联网系统含密设备的侧信道攻击研究提供了新的思路与技术手段,也为相关防护设计提供了理论依据和参考. 展开更多
关键词 SM4密钥扩展算法 单能迹攻击 贝叶斯网络 置信传播算法 侧信道攻击 分布式物联网
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基于循环展开结构的抗侧信道攻击SM4 IP核设计 认领 引用 被引量：1
13
作者 张倩 高宜文 +2 位作者 刘月君 赵竟霖 张锐 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2025年第3期645-661,共17页
侧信道攻击防御能力是密码硬件安全技术能力要求之一.现有防护措施通常引入面积增加、吞吐率减低或随机数消耗等代价开销.本文从分组密码硬件结构特性角度出发,提出一种基于循环展开结构的抗侧信道攻击的硬件IP核设计方法,主要设计思想... 侧信道攻击防御能力是密码硬件安全技术能力要求之一.现有防护措施通常引入面积增加、吞吐率减低或随机数消耗等代价开销.本文从分组密码硬件结构特性角度出发,提出一种基于循环展开结构的抗侧信道攻击的硬件IP核设计方法,主要设计思想为构造轮数依赖型循环展开结构并选择密钥搜索空间为2128的循环展开结构,其技术优势之一为无需随机源.以SM4算法为验证示例,设计三种高安全SM4原型IP核,实现结构分别为八合一迭代结构(SM4-8r)、十六合一迭代结构(SM4-16r)以及全展开结构(SM4-32r).使用SAKURA-X评估板对三种原型IP核进行侧信道安全性评估,实验结果表明:使用100万条能量迹,未检测到一阶信息泄漏或二阶/三阶/四阶零偏移信息泄漏,验证了设计所具有的优良安全防护能力.在Kintex-7器件上对IP核设计进行了参考实现,三种实现使用的面积资源分别为4635LUTs+996Regs、8187LUTs+653Regs以及16925LUTs+1162Regs,对应的吞吐率分别为1147 Mbps、876 Mbps以及585 Mbps.就设计紧凑性而言,三种IP核实现的单位面积吞吐率分别为247.46 Kbps/LUT、107.00 Kbps/LUT以及34.56 Kbps/LUT.相较于紧凑性最佳的低安全二合一迭代结构(SM4-2r)实现,三种高安全实现的付出的紧凑性代价分别为71.43%、87.69%、96.02%. 展开更多
关键词 抗侧信道攻击 循环展开结构 SM4 密钥搜索空间 单位面积吞吐率
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资源节约型的SM4算法FPGA设计与实现 认领 引用 被引量：1
14
作者 张磊 张修政 洪睿鹏 《信息安全研究》 CSCD 北大核心 2025年第6期490-499,共10页
在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((24)2)和复合域GF(((22)2)2)的2种构造方案,测... 在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((24)2)和复合域GF(((22)2)2)的2种构造方案,测试结果表明,基于多项式基的GF((24)2)方案资源占用很少.在此基础上综合考虑资源占用和性能,设计了有限状态机和流水线2种SM4硬件实现结构.相比传统的查找表方式,有限状态机结构资源占用减少21.98%,运行主频提高14.40%;流水线结构资源占用减少54.23%. 展开更多
关键词 SM4算法 分组密码算法 多项式基 FPGA 复合域
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基于FPGA的SM4异构加速系统 认领 引用 被引量：1
15
作者 张全新 李可 +1 位作者 邵雨洁 谭毓安 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2025年第7期1021-1031,共11页
国密SM4算法是WAPI无线网络标准中广泛使用的加密算法。目前,针对SM4加解密的研究主要集中于硬件实现结构优化,以提高吞吐量和安全性。同时,大数据和5G通信技术的发展对数据加解密的带宽和实时性提出了更高的要求。基于此背景,文章提出... 国密SM4算法是WAPI无线网络标准中广泛使用的加密算法。目前,针对SM4加解密的研究主要集中于硬件实现结构优化,以提高吞吐量和安全性。同时,大数据和5G通信技术的发展对数据加解密的带宽和实时性提出了更高的要求。基于此背景,文章提出一种基于FPGA的SM4异构加速系统,使用硬件实现SM4算法,并优化加解密性能;采用流式高速数据传输架构,支持多个SM4核并行工作,充分利用系统带宽;设计可配置接口,连接SM4与传输架构,提供足够的灵活性。系统于Xilinx XCVU9P FPGA上实现,支持随时更改SM4的负载和模式。测试得到SM4的最大工作频率为462 MHz,系统吞吐量高达92 Gbit/s,延迟仅为266μs。实验结果表明,与其他现有工作相比,该系统能获得更高的SM4工作频率和系统吞吐量,满足高带宽和低延迟的SM4加速需求。 展开更多
关键词 国密SM4算法 FPGA 硬件加速 传输架构
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面向物联网设备的SM4-CCM算法软硬件协同架构设计 认领 引用 被引量：1
16
作者 尹恒 何乐生 +2 位作者 余圣涛 廖伟 权家锐 《物联网技术》 2025年第1期85-90,94,共6页
为了保证物联网设备数据安全,面向资源受限的物联网设备,提出了一种基于SM4-CCM算法的软硬件协同实现架构。首先,提出了内部流水线型SM4架构,相比现有轻量级SM4架构,大幅降低了逻辑资源的消耗;在此基础上,设计了CCM模式软硬件协同架构,... 为了保证物联网设备数据安全,面向资源受限的物联网设备,提出了一种基于SM4-CCM算法的软硬件协同实现架构。首先,提出了内部流水线型SM4架构,相比现有轻量级SM4架构,大幅降低了逻辑资源的消耗;在此基础上,设计了CCM模式软硬件协同架构,软件部分完成了密钥扩展和数据预处理,硬件部分完成了加密的实际运算;最后,基于ZYNQ平台实现了软硬件协同架构。实验结果表明,与硬件架构相比,所提出的架构硬件部分的逻辑资源消耗减少了约43%,具备接收可变长度的数据输入的数据预处理功能,并可单独应用于ECB和CTR模式,具有更高的灵活性和可扩展性。与ARM处理器上以软件方式实现的SM4-CCM算法相比,在100 MHz的工作频率下该架构的吞吐率达到了17.64 Mb/s,性能提高了约93.8%,满足了主流物联网通信协议的速率要求。 展开更多
关键词 物联网 数据安全 SM4-CCM 软硬件协同 ARM ZYNQ
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基于国产FPGA与SM4算法的总线通信加解密IP核设计 认领 引用 被引量：2
17
作者 李森 袁强 唐建 《兵工自动化》 北大核心 2025年第7期11-15,58,共5页
针对某终端设备之间总线通信的加密需求以及加密硬件程序便捷移植开发的需求,设计基于SM4加解密算法的IP核。采用轻量级单轮循环迭代结构,在满足吞吐率要求下降低对FPGA逻辑资源的消耗,其中查找表(look-up table,LUT)的消耗为2447个,触... 针对某终端设备之间总线通信的加密需求以及加密硬件程序便捷移植开发的需求,设计基于SM4加解密算法的IP核。采用轻量级单轮循环迭代结构,在满足吞吐率要求下降低对FPGA逻辑资源的消耗,其中查找表(look-up table,LUT)的消耗为2447个,触发器(flip-flop,FF)的消耗为2914个;采用加密、解密独立运行的方式使通信过程中的加密运算与解密运算可同时进行互不干扰;使用Vivado2022.2对IP核进行封装;采用一种“线性变换参数可控”的机制,使加密安全性由单一的密钥作为保证变为“密钥+线性变换参数”的双重保证,提高加密的安全性。测试结果表明:在满足吞吐率要求的条件下,该IP核可应用于UART(485/422/232)、CAN、1553B等总线的数据加密,且性能稳定。 展开更多
关键词 FPGA SM4算法 IP核 线性变换参数可控
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基于SM4算法的区块链数据共享系统设计及算法改进 认领 引用 被引量：2
18
作者 赵鹏 郭赟泽 +1 位作者 李军 卢波 《信息记录材料》 2025年第3期177-180,228,共4页
随着区块链技术的兴起,以往的数据共享系统中存在中心化的问题可以通过区块链的去中心化技术解决,但现在基于区块链的数据共享技术往往存在着加密成本过大,算法复杂度过高,安全性难以得到保证等问题。加密效率低,数据共享时间大,耗费的... 随着区块链技术的兴起,以往的数据共享系统中存在中心化的问题可以通过区块链的去中心化技术解决,但现在基于区块链的数据共享技术往往存在着加密成本过大,算法复杂度过高,安全性难以得到保证等问题。加密效率低,数据共享时间大,耗费的时间更多。为此提出基于改进后的SM4算法的区块链数据共享系统设计,以解决现存区块链系统中加密较大文件时速度较慢、复杂度高等问题,并对SM4算法进行密钥管理算法的设计,在共享密钥中涉及了随机隐藏密钥位的设计,使共享密钥每次使用的位数不同,从提高密钥安全的角度进一步提高系统的安全性,使该系统在传输较大文件的情况中具备较好的实际应用价值。 展开更多
关键词 区块链数据共享 SM4算法 Diffie-Hellman 密钥安全
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5G通信中基于SM4-GCM和SM9算法的安全通信方案研究 认领 引用 被引量：1
19
作者 吴书胜 王红强 +3 位作者 赵瑞阳 隋文玲 王雅楠 陈纪旸 《价值工程》 2025年第18期55-57,共3页
5G时代的到来标志着通信技术质的飞跃。5G通信凭借极高的传输速率、超低延迟和海量连接能力,5G通信不仅能够满足用户需求,还通过与各行业的融合构建智能网络。然而,5G的便捷性同样也带来了全新的安全挑战。恶意攻击可能更快地窃取数据,... 5G时代的到来标志着通信技术质的飞跃。5G通信凭借极高的传输速率、超低延迟和海量连接能力,5G通信不仅能够满足用户需求,还通过与各行业的融合构建智能网络。然而,5G的便捷性同样也带来了全新的安全挑战。恶意攻击可能更快地窃取数据,联网设备的涌入使得攻击面扩大,复杂的网络架构和多样化场景也使得攻击者能够利用的漏洞大量增加。因此,身份认证和密钥管理成为核心,需通过先进的加密技术和安全协议来保障通信的机密性、完整性和不可否认性。 展开更多
关键词 5G通信网络安全 SM4-GCM密码算法 SM9非对称密码算法 数据加密 身份认证 密钥管理
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SM4的一阶门限实现优化方法 认领 引用
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作者 姚富 陈华 +2 位作者 曹伟琼 王舰 付一方 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2025年第6期1226-1246,共21页
目前已有的SM4算法一阶防护方案缺少对毛刺攻击的考虑,且资源消耗过大,无法应用到资源受限或中高速运行场景中.本文提出了一种在毛刺条件下抵抗侧信道攻击的SM4算法一阶门限实现方案.本方案针对SM4算法S盒,结合“特殊掩码分量函数的数... 目前已有的SM4算法一阶防护方案缺少对毛刺攻击的考虑,且资源消耗过大,无法应用到资源受限或中高速运行场景中.本文提出了一种在毛刺条件下抵抗侧信道攻击的SM4算法一阶门限实现方案.本方案针对SM4算法S盒,结合“特殊掩码分量函数的数学性质”与“利用电路中无关中间变量作为新随机源”两种技术,在GF(2~4)域上构建了一阶门限实现的乘法运算模块.对GF(2~4)域的求逆运算采用直接掩码法,并引入16比特额外随机数,不仅保证输出掩码分量的均匀性,还与乘法模块协同实现整体S盒的一阶毛刺探测安全性.采用SILVER自动化评估工具验证了关键部件S盒的一阶毛刺探测安全性,采用通用的TVLA泄露评估测试评估整个防护方案的信息泄露量,采用一阶CPA攻击方法对基于FPGA实现的该防护方案进行了攻击.实验结果显示,在1000万条功耗曲线下,该方案能够在毛刺存在的情况下有效抵抗侧信道攻击.该方案的资源消耗较低,在芯片面积上比已有其他方案对比具有显著优势. 展开更多
关键词 SM4算法 侧信道攻击 门限实现 毛刺探测模型 硬件实现
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