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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京電子科技學(xué)院申請的專利一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法及裝置獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115996113B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211695716.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04L9/06；該發(fā)明授權(quán)一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法及裝置是由楊亞濤;董輝;劉建韜設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-12-28向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法及裝置在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法及裝置，該方法將國產(chǎn)分組密碼算法SM4以新的查找表技術(shù)進行白盒化，并采用國產(chǎn)密碼算法SM3進行查找表數(shù)據(jù)完整性校驗以防篡改。一方面本發(fā)明通過兩種安全的密碼算法進行結(jié)合，提高了算法整體的安全性；另一方面，白盒密碼的查找表雖能隱藏密鑰信息，但存儲與傳輸過程中可能面臨著被敵手篡改的風(fēng)險，若敵手獲取查找表并破解密鑰信息，再通過篡改關(guān)鍵數(shù)據(jù)制作仿造查找表，可影響后續(xù)加解密運算流程。本發(fā)明通過對查找表數(shù)據(jù)的完整性校驗，可有效保障查找表的完整性，拓寬了白盒密碼的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明授權(quán)一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法及裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.一種支持查找表防篡改的白盒SM4密碼算法構(gòu)造方法，其特征在于，加密步驟如下：步驟S1:SM4分組密碼算法輪函數(shù)加密流程，加密之前首先對于明文數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，將128位的明文數(shù)據(jù)按位拆分為4組數(shù)據(jù)，每組長度為32位，即X＝X0,X1,X2,X3；部分明文數(shù)據(jù)與密鑰rki進行異或，將其結(jié)果作為S盒的輸入數(shù)據(jù)，即將此32位數(shù)據(jù)拆分后的4個8位數(shù)據(jù)分別進入4個S盒參與運算，運算后的4個S盒輸出數(shù)據(jù)拼為32位數(shù)據(jù)Sout1；將Sout1執(zhí)行多個循環(huán)移位后異或，得 步驟S2:密鑰的生成方式與輪函數(shù)加密類似，首先主密鑰Mk＝K0,K1,K2,K3仍為128位數(shù)據(jù)，拆分后的4組32位數(shù)據(jù)分別異或系統(tǒng)參數(shù)FK0，F(xiàn)K1，F(xiàn)K2，F(xiàn)K3， 所得k0-k3用于后續(xù)輪密鑰的生成，后續(xù)為將此32位數(shù)據(jù)拆分后的4個8位數(shù)據(jù)分別進入4個S盒參與運算，運算后的4個S盒輸出數(shù)據(jù)拼為32位數(shù)據(jù)Sout2；將Sout2執(zhí)行2個循環(huán)移位后異或，得 其中cki每一輪不同，為固定參數(shù)，i＝0,1,2,…,31；步驟S3:將SM4算法的每一輪輸入輸出以新的查找表理論制成查找表，保護并隱藏密鑰信息，使之不被敵手獲取；查找表的制作步驟如下：步驟S31:將SM4算法加密過程中Xi+4生成步驟中的部分異或及線性循環(huán)移位操作制成查找表TA與查找表TB，兩類查找表分別用于查詢線性變換操作的映射值，可充分將具體的密鑰信息混淆至查找表中；步驟S32:在每一輪的輪函數(shù)輸出位置，首先使用可逆仿射變換對輸出數(shù)據(jù)的內(nèi)部狀態(tài)進行混淆，混淆方式為32階的可逆變換矩陣，經(jīng)過變換后的數(shù)據(jù)，與所有可能的輸入輸出值制作為查找表；步驟S33:下一輪迭代開始前，進行查表操作得到對應(yīng)的輸入值，再通過上一輪可逆仿射變換的逆變換還原數(shù)據(jù)，進入下一輪迭代；步驟S4：使用SM3算法對擴充后的查找表進行數(shù)據(jù)迭代，生成摘要值，查表前再次進行計算，將兩次摘要值進行比較，若一致說明查找表數(shù)據(jù)未被篡改；應(yīng)用SM3算法進行查找表完整性校驗步驟如下：步驟S41:將第16輪及第32輪生成的查找表TA進行數(shù)據(jù)擴充，將其按行列順序轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)，再使用SM3算法的填充步驟，每一數(shù)據(jù)分組為512位；步驟S42:將擴充后的比特串進行分組后數(shù)據(jù)迭代壓縮過程，其中的壓縮函數(shù)包括消息擴展部分和狀態(tài)更新部分；步驟S43:查找表TA數(shù)據(jù)經(jīng)過多輪數(shù)據(jù)壓縮迭代后生成SM3算法的摘要值，該摘要值為256位，可與查找表一同公開；步驟S44：后續(xù)加解密過程中查表操作前，先將對應(yīng)查找表按步驟S41中方法進行數(shù)據(jù)擴充，再使用SM3算法進行摘要值生成，對比同一查找表兩次生成的摘要值是否相同，若相同說明查找表數(shù)據(jù)未被篡改。

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