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[发明专利]一种基于最小猜测基的密钥恢复方法-CN202311004320.X在审
发明人：李灵琛;谯智;武小年;叶涛;韦永壮 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-08-10 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于最小猜测基的密钥恢复方法，该方法用于密钥恢复阶段，根据密钥编排和猜测的密钥比特，加入新的等价关系构建更加完备的连接关系，有效补全对密钥编排的刻画；并设置新的初始约束，将最小猜测基中的元素限制在密钥恢复过程所涉及到的密钥比特中，最终得到MILP模型；用求解器对模型求解得到最小猜测基，完成密钥恢复攻击。本发明方法通过加入等价关系和新的初始约束对原有的MILP最小猜测基搜索模型进行改进，可以更加快速地搜索最小猜测基。本发明方法准确度高，适用于所有对称密码算法密钥恢复攻击中最小猜测基的搜索，通过最小猜测基能够有效降低密钥恢复攻击的复杂度。
一种基于最小猜测密钥恢复方法

[发明专利]一种基于均值岭回归的功耗分析方法-CN202111019247.4有效
发明人： 武小年;佟年;张润莲;李灵琛;韦永壮 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2021-09-01 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于均值岭回归的功耗分析方法，包括如下步骤：采集密码设备运行过程中的功耗数据；根据算法结构计算中间值；基于岭回归思想与实际测量出的功耗数据相关联，对每一个假设密钥建立动态模型，并对每一个假设密钥的建模结果进行均值化处理建立功耗模型；采用皮尔逊相关系数计算功耗模型输出值与实际测量出的功耗数据之间的相关性，实现对密码算法内部秘密信息的分析，恢复出密码设备的密钥信息。本发明分析方法通过均值建模有效降低了功耗模型输出的矩阵维度，有效降低后续相关性分析的计算复杂度。本发明分析方法具有通用性，适用于大多数分组密码算法。
一种基于均值回归功耗分析方法

[发明专利]一种4比特密码S盒自动化门限掩码方法-CN202111078036.8有效
发明人：韦永壮;杨蕊涵;武小年;李灵琛;张润莲 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2021-09-15 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： H04L9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种4比特密码S盒自动化门限掩码方法，包括以下四部分：计算代数正规型、构造一阶门限掩码方案、掩码方案的均匀性检测、掩码方案硬件实现的优化。其中，构造一阶门限掩码中包括常数项处理和3个算法：三次项算法、二次项算法和一次项算法。在掩码方案的硬件实现的优化中，主要包括对二次项和三次项的优化。本发明方法可以为分组密码算法自动构造门限掩码方案，以抵抗侧信道攻击；能够快速生成一阶门限掩码方案，并自动检测方案是否满足门限掩码的相关原则；仅在变元拆解时使用随机数，其他掩码环节不引入额外随机数；具有通用性，适用于4比特分组密码算法的密码S盒掩码防护。
一种比特密码自动化门限掩码方法

[发明专利]一种基于NFSR和Feistel结构的16比特S盒构造方法-CN202111078032.X有效
发明人： 武小年;豆道饶;李灵琛;张润莲;韦永壮 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2021-09-15 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于NFSR和Feistel结构构造16比特S盒的方法，包括构造8比特S盒样本集；利用8级非线性反馈移位寄存器构造两个NFSR组件；将构造的两个NFSR组件与Feistel结构相结合，并基于8比特密码S盒样本集，进行多轮迭代，迭代后输出，以构造16比特的密码S盒；最后对构造出的16比特S盒进行测试，根据差分均匀度、非线性度、代数次数、信噪比依次进行筛选，筛选出密码性质较好的16比特S盒进行输出。本发明方法基于NFSR和Feistel结构，以S盒替代轮函数，构造结构简单；可以构造出具有较优密码学性质的16比特S盒，为分组密码算法提供具有高安全性的S盒支持。
一种基于 nfsr feistel 结构 16 比特构造方法

[发明专利]一种针对ROCCA算法的改进算法SAFE的实现方法-CN202310359648.7在审
发明人：韦永壮;李珂悫;张润莲;武小年 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-04-06 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明针对ROCCA算法的安全性问题和其在资源受限的嵌入式环境下的低效实现问题，在ARM Cortex系列嵌入式微处理器环境下，提供一种针对ROCCA算法的改进算法SAFE的实现方法。SAFE轮函数采用AES二次迭代的部件，使SAFE在资源受限的嵌入式设备中能基于半固定切片进行高效实现；且为提高算法安全性，SAFE算法对ROCCA算法结构进行了改进，一方面增加了密钥异或初始化和密钥异或生成标签的二组操作，另一方面对ROCCA算法的初始化、加密明文和生成标签部分进行了相应修改，相比ROCCA，SAFE能更好的抵抗密钥恢复攻击、状态恢复攻击和差分攻击，具有更好的安全性。
一种针对 rocca 算法改进 safe 实现方法

[发明专利]一种基于多标签学习的侧信道多字节密钥恢复分析方法-CN202310345162.8在审
发明人： 武小年;成文涛;莫宇 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H04L9/08 文献下载
摘要：本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于多标签学习的侧信道多字节密钥恢复分析方法，首先提出信噪比基准平均原则来筛选各个字节密钥标签相关性大的时间样本点来组成对应的能量迹，对各个字节密钥按信噪比基准平均原则在原始能量迹数据集上重复操作从而构成多标签数据集，进而在多标签学习的算法改编方法下，基于卷积神经网络构建去构建多标签学习模型，然后在多标签数据集下通过随机搜索技术来训练优化多标签学习模型，最终采取传统的基于深度学习的侧信道攻击评估策略猜测候选密钥和该密钥对应的字节序列号。本发明具体通过多标签学习的算法改编方法来解决了侧信道中同一设备下所有字节密钥攻击问题。
一种基于标签学习信道多字密钥恢复分析方法

[发明专利]一种基于多标签学习的异设备侧信道分析方法-CN202310344416.4在审
发明人： 武小年;成文涛;莫宇 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： H04L9/00 文献下载
摘要：本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于多标签学习的异设备侧信道分析方法，首先根据密码算法在不同设备下所采集能量迹数据集特点和满足深度学习训练要求，提出最短原则来组成各个设备下单字节密钥标签对应的能量迹，构成异设备多标签数据集，然后将多标签学习技术应用到侧信道环境中，基于卷积神经网络来实现多标签学习的算法改编方法，进而设置各种超参数组合来优化多标签学习模型，最后使用各设备下相应的测试集评估多标签模型对于密码算法在不同设备下字节密钥攻击效果，来验证多标签学习模型泛化能力。本发明使单个模型可以对不同设备下相同密码算法执行攻击，增加提高攻击效率，减少模型构建和训练时间。
一种基于标签学习设备信道分析方法

[发明专利]基于非易失性存储器的轻量级流密码算法实现方法-CN202310204265.2在审
发明人：韦永壮;陈艺文;张润莲;武小年 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-03-06 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： H04L9/18 文献下载
摘要：本发明公开了基于非易失性存储器的轻量级流密码算法实现方法，该方法结合CKEY和CIV思想，基于2个NFSR，以及1个非易失性存储器，构造一个轻量级流密码算法，将2个NFSR串联，1个非易失性的外部存储器存储初始向量和密钥前缀，并使用选择函数对参与的非易失性状态比特进行选择，选择的状态比特在算法初始化过程和密钥流产生过程参与运算；最终选取2个NFSR的部分状态经过复杂的输出函数，得到输出比特；在算法初始化过程中，输出函数的输出参与内部状态的更新；密钥流生成阶段，输出函数的输出为密钥比特且不参与更新。该方法在降低硬件开销的同时，有效抵抗TMDTO攻击，提高算法安全性。
基于非易失性存储器轻量级密码算法实现方法

[发明专利]一种针对仿射掩码防护方案的混合侧信道攻击方法-CN202310054637.8在审
发明人： 武小年;李金林;张润莲;韦永壮 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： H04L9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对仿射掩码防护方案的混合侧信道攻击方法，包括以下步骤：（1）能量迹数据获取；（2）对训练集能量迹进行数据标签；（3）建立并训练稠密卷积神经网络模型；（4）基于稠密卷积神经网络恢复乘法掩码字节；（5）基于Scatter方法恢复密钥。本发明方法通过深度学习结合Scatter攻击方法，先将针对掩码防护的密码算法的二阶功耗攻击降为一阶功耗攻击，再采用Scatter方法完成攻击，使得本发明方法针对被掩码防护密码算法的攻击复杂度大大降低，并降低了的攻击难度，提高了攻击的成功率，并可以有效地完成对增加了仿射掩码防护方案密码算法的攻击。
一种针对掩码防护方案混合信道攻击方法

[发明专利]一种SM4二阶门限掩码方法-CN202211323310.8在审
发明人：韦永壮;邵天溢;武小年;张润莲 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H04L9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种SM4二阶门限掩码方法，该方法基于多项式基采用一次同构映射实现SM4算法S盒的塔域分解，将SM4算法加密模块分割为更小的组件；再基于门限掩码理论，分别针对每个组件设计掩码方案，针对塔域分解后的SM4算法S盒，使用自动化搜索手段，寻找符合条件的最优门限掩码，并引入换岗技术实现随机数复用，减少掩码方案中随机数的使用，保证算法能够有效抵抗二阶功耗攻击的同时，降低硬件资源开销。
一种 sm4 门限掩码方法

[发明专利]基于NFSR和钟控双LFSR的流密码实现方法-CN202210942596.1在审
发明人：韦永壮;陈艺文;武小年;李灵琛 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2022-08-08 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： H04L9/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于NFSR和钟控双LFSR的流密码实现方法，包括设计流密码算法总体结构；设计LFSR部件；使用Grain‑128AEAD算法中的128比特状态的NFSR；设计算法结构输出函数；算法初始化；生成密钥流；算法加解密的步骤。本发明方法使用两个LFSR，在初始化阶段由NFSR控制LFSR的选择，NFSR与LFSR相互影响，并在密钥流生成阶段使用一个额外的钟控函数控制LFSR的选择，使初始向量和密钥混淆和扩散的更充分，有效抵抗时间‑存储‑数据权衡攻击，提高算法安全性。密钥流初始化阶段采用288轮迭代，其输出函数平衡，能够有效抵抗平凡的统计攻击、强攻击、一般猜测攻击等。
基于 nfsr 钟控双 lfsr 密码实现方法

[发明专利]一种面向多平台的密码算法PASSERO的实现方法-CN202210866087.5在审
发明人：韦永壮;李珂悫;武小年 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向多平台的密码算法PASSERO的实现方法，PASSERO是对ROCCA算法结构的改进算法，PASSERO在初始化时，在单密钥设置下以MILP求解器测的第1轮活跃S盒数量下界比ROCCA算法第4轮活跃S盒数量下界多4个，第2轮比ROCCA算法第8轮多35个，第3轮比ROCCA算法第12轮多53个，因此，PASSERO轮函数即使设置为5轮，其依然能很好地抵抗差分攻击，且抵抗差分攻击的安全性高于ROCCA算法；类似ROOCA的安全分析，PASSERO也可以有效抵抗伪造攻击、积分攻击和状态恢复攻击。在资源受限环境中，本发明所述的PASSERO算法使用固定切片AES技术大大提高了数据加解密的实现速度。在资源充足环境中，本发明所述的PASSERO算法使用SIMD指令部分提高数据加解密的实现速度。
一种面向平台密码算法 passero 实现方法

[发明专利]一种基于L-M-NFSR结构的16比特S盒构造方法-CN202210533588.1在审
发明人： 武小年;豆道饶;韦永壮;张润莲 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Lai‑Massey和NFSR（L‑M‑NFSR）结构构造16比特S盒的方法，利用仿射等价，选取AES算法S盒作为样本构造样本集；利用8级非线性反馈移位寄存器，通过设计迭代较少拍数即可达到严格雪崩特性的NFSR结构，与Lai‑Massey结构相结合，以8比特S盒作为样本，并将8比特S盒作为Lai‑Massey结构中的轮函数，增强结构的可变性，简化了结构设计，且易于实现。本发明方法构造出具有强密码学性质的16比特S盒，为分组密码算法提供安全的非线性变换支持。
一种基于 nfsr 结构 16 比特构造方法

[发明专利]一种基于相关性排名的数据重排列功耗分析方法-CN202210442260.9在审
发明人： 武小年;佟年;张润莲 -专利权人：桂林电子科技大学
申请日： 2022-04-26 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： H04L9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于相关性排名的数据重排列功耗分析方法，步骤如下：（1）获取密码设备运行过程中的功耗信息，即能量迹；（2）根据获取的能量迹数据，采用均值方法计算“基准”能量迹；（3）根据皮尔逊相关系数计算每条能量迹与“基准”能量迹的相关系数；（4）将相关系数降序排序，根据排序结果设置输入数据的排序位置；（5）根据设置的排序位置对原始能量迹和明文数据进行重新排列；（6）基于重排列的能量迹和明文数据，实现对密码算法的功耗分析。本发明方法，通过对能量迹数据进行重新排列，使得在进行功耗分析时可以优先提取与“基准”能量迹相关性更高的能量迹进行分析，提高攻击的成功率，并减少恢复密钥所需要的能量迹条数。
一种基于相关性排名数据排列功耗分析方法

[发明专利]基于Feistel-SP结构的密码S盒设计方法-CN202010592794.0有效
发明人： 武小年;郝志强;陈雪鸿;李俊;孙亚平;韦永壮;张润莲 -专利权人：桂林电子科技大学;国家工业信息安全发展研究中心
申请日： 2020-06-25 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： H04L9/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于Feistel‑SP结构的密码S盒设计方法，步骤包括：选择4比特最优密码S盒样本；设计8比特S盒构造方案；对构造的8比特S盒进行自动搜索；测试所搜索出来的密码S盒。基于所选择的4比特密码S盒的密码性质，可以知道新构造的8比特S盒的密码性质，有利于分析8比特S盒的密码性质，从而搜索出具有良好密码学性质的8比特S盒。经典密码算法AES的8比特S盒实现成本需要115个等效门，而最优4比特S盒的实现成本不到40个等效门，4比特S盒占用的内存和需要的等效门数远低于8比特S盒，实现几个小的4比特S盒比实现一个大的8比特S盒所需要的资源更少。因此，本发明设计的8比特S盒的硬件实现成本相对更低。
基于 feistel sp 结构密码设计方法

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