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本文对SMS4密码算法的集成电路优化实现技术、功耗分析攻击与防护方法、
抗功耗分析攻击的集成电路设计以及差分故障攻击防护方法进行了研究，提出了
SMS4算法集成电路设计和功耗分析防护以及差分故障攻击防护的几种新方法，
给出了理论推导、实验过程和结果，并进行了分析。本文主要工作特色和创新点
如下：
1．完成了在合成域GF(((2 2)2)2)上构造S盒的算法推导及电路实现方案的优
化设计，并把有限域GF(28)上的乘法求逆运算转化为适于电路实现的逻辑与和
逻辑异或操作，提出了一个基于合成域运算的紧凑型面积优化的SMS4密码算法
电路设计。
2．分析SMS4算法轮运算的结构和特点，根据线性变换￡的运算特点，提出
了一种对SMS4算法的差分功耗分析(DPA)攻击方法。仿真实验表明，这种DPA
攻击方法对SMS4算法轮运算可行有效。
3．利用随机掩码技术，提出了基于乘法掩码和加法掩码的两种SMS4算法功
耗分析攻击防护方法。实验证明，这两种防护方法能够有效对抗一阶DPA和CPA
攻击。其中，加法掩码方法不仅可以抵抗功耗分析攻击，还能够防护零值攻击，
且电路面积较小，是较优的一种防护方案。在此基础上，完成了一个基于加法掩
码的抗功耗分析攻击SMS4算法VLSI的后端设计并流片。
4．初步研究了SMS4算法的差分故障攻击防护方法，在算法的后四轮加入故
障检测电路，提出了一种抗差分故障攻击的SMS4密码算法电路设计。
抗功耗分析攻击的集成电路设计以及差分故障攻击防护方法进行了研究，提出了
SMS4算法集成电路设计和功耗分析防护以及差分故障攻击防护的几种新方法，
给出了理论推导、实验过程和结果，并进行了分析。本文主要工作特色和创新点
如下：
1．完成了在合成域GF(((2 2)2)2)上构造S盒的算法推导及电路实现方案的优
化设计，并把有限域GF(28)上的乘法求逆运算转化为适于电路实现的逻辑与和
逻辑异或操作，提出了一个基于合成域运算的紧凑型面积优化的SMS4密码算法
电路设计。
2．分析SMS4算法轮运算的结构和特点，根据线性变换￡的运算特点，提出
了一种对SMS4算法的差分功耗分析(DPA)攻击方法。仿真实验表明，这种DPA
攻击方法对SMS4算法轮运算可行有效。
3．利用随机掩码技术，提出了基于乘法掩码和加法掩码的两种SMS4算法功
耗分析攻击防护方法。实验证明，这两种防护方法能够有效对抗一阶DPA和CPA
攻击。其中，加法掩码方法不仅可以抵抗功耗分析攻击，还能够防护零值攻击，
且电路面积较小，是较优的一种防护方案。在此基础上，完成了一个基于加法掩
码的抗功耗分析攻击SMS4算法VLSI的后端设计并流片。
4．初步研究了SMS4算法的差分故障攻击防护方法，在算法的后四轮加入故
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