SMS4密码算法的差分故障攻击 被引量：67

1

作者 张蕾 吴文玲 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1596-1602,共7页

SMS4是用于WAPI的分组密码算法,是国内官方公布的第一个商用密码算法.由于公布时间不长,关于它的安全性研究尚没有公开结果发表.该文研究SMS4密码算法对差分故障攻击的安全性.攻击采用面向字节的随机故障模型,并且结合了差分分析技术.... SMS4是用于WAPI的分组密码算法,是国内官方公布的第一个商用密码算法.由于公布时间不长,关于它的安全性研究尚没有公开结果发表.该文研究SMS4密码算法对差分故障攻击的安全性.攻击采用面向字节的随机故障模型,并且结合了差分分析技术.该攻击方法理论上仅需要32个错误密文就可以完全恢复出SMS4的128比特种子密钥.因为实际中故障发生的字节位置是不可能完全平均的,所以实际攻击所需错误密文数将略大于理论值;文中的实验结果也验证了这一事实,恢复SMS4的128bit种子密钥平均大约需要47个错误密文.文章结果显示SMS4对差分故障攻击是脆弱的.为了避免这类攻击,建议用户对加密设备进行保护,阻止攻击者对其进行故障诱导. 展开更多

关键词 sms4密码算法 差分分析 差分故障攻击 故障模型 差分表

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SMS4密码算法的差分功耗分析攻击研究 被引量：11

2

作者 白雪飞 郭立 +1 位作者 徐艳华 李志远 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第3期541-544,共4页

SMS4算法是用于无线局域网产品的分组密码算法,本文研究对SMS4密码算法的差分功耗分析攻击方法.通过对算法结构的分析,结合差分功耗分析技术的原理,提出一种面向轮密钥字节的攻击方法.在利用该方法获取最后四轮轮密钥的基础上,即可进一... SMS4算法是用于无线局域网产品的分组密码算法,本文研究对SMS4密码算法的差分功耗分析攻击方法.通过对算法结构的分析,结合差分功耗分析技术的原理,提出一种面向轮密钥字节的攻击方法.在利用该方法获取最后四轮轮密钥的基础上,即可进一步推算出128bit加密密钥.仿真实验结果证明,该攻击方法对SMS4轮运算有效可行,SMS4算法对差分功耗分析攻击是脆弱的,密码硬件设备需要对此类攻击进行防护. 展开更多

关键词 sms4密码算法 差分功耗分析 攻击

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SMS4密码算法高速引擎实现 被引量：8

3

作者 周洲 何一凡 +1 位作者 沈海斌 赵旭鑫 《电子器件》 CAS 2007年第4期1469-1471,1480,共4页

SMS4是国内公布的无线局域网分组密码算法,文章在分析该算法特点的基础上,介绍了一种单轮内流水的高速引擎实现结构.通过配置多个引擎进行二次流水或并行处理,可以灵活调整输出性能和硬件开销,以适应不同应用的需求.在FPGA的对比测试中... SMS4是国内公布的无线局域网分组密码算法,文章在分析该算法特点的基础上,介绍了一种单轮内流水的高速引擎实现结构.通过配置多个引擎进行二次流水或并行处理,可以灵活调整输出性能和硬件开销,以适应不同应用的需求.在FPGA的对比测试中,相同输出性能下,具有比32轮流水线结构更小的硬件开销.而且在单引擎应用时,SMS4加/解密系统可以非常容易的在低端的Spartan Ⅱ XC2S50 FPGA上实现. 展开更多

关键词 sms4密码算法 无线局域网 流水线 多引擎 FPGA

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一种新型的基于FPGA的SMS4密码算法电路设计 被引量：2

4

作者 倪奎 王安文 +1 位作者 旷捷 罗军 《电子技术应用》 北大核心 2009年第6期26-29,33,共5页

提出一种新型的基于FPGA硬件实现的SMS4分组密码算法电路设计。相对于常用的流水线设计方法和迭代设计方法,此设计将流水线和迭代运算相结合,结合了前者较高处理速度和后者较小实现面积的优点,达到了较好的性能,对WLAN商用密码算法的FPG... 提出一种新型的基于FPGA硬件实现的SMS4分组密码算法电路设计。相对于常用的流水线设计方法和迭代设计方法,此设计将流水线和迭代运算相结合,结合了前者较高处理速度和后者较小实现面积的优点,达到了较好的性能,对WLAN商用密码算法的FPGA硬件实现有参考意义。通过Quartus II 8.0软件时序仿真验证了此设计的正确性,并使用以Cyclone II FPGA芯片为核心的DE2开发板验证了此设计的可实现性。 展开更多

关键词 FPGA WLAN sms4密码算法 流水线

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基于MetaCrypto平台的SM4密码算法实现

5

作者 肖超恩 许弘可 +3 位作者 郑玉崝 王建新 张磊 程心雨 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2024年第2期185-192,共8页

针对现有通用编程语言在实现密码算法时存在编程难度大和可维护性差等问题,提出了一种基于MetaCrypto平台的密码算法实现方式。基于MetaCrypto平台的MCL元语言和映射原理,实现了SM4密码算法模型和Python语言映射接口,完成了从SM4密码算... 针对现有通用编程语言在实现密码算法时存在编程难度大和可维护性差等问题,提出了一种基于MetaCrypto平台的密码算法实现方式。基于MetaCrypto平台的MCL元语言和映射原理,实现了SM4密码算法模型和Python语言映射接口,完成了从SM4密码算法模型到Python语言的代码生成;对映射为Python平台的SM4算法进行正确性验证和加/解密速率测试,并比较了x86架构、ARM架构、LoongArch架构下的加/解密速率。实验结果显示MetaCrypto平台输出的SM4密码算法结果与官方参考文档的测试向量完全相同,验证了其正确性;在实现加/解密速率方面,基于64 Kbit的数据量在x86架构CPU下达到了0.327 Mbit·s^(-1),在ARM架构CPU下达到了0.254 Mbit·s^(-1),在LoongArch架构CPU下达到了0.145 Mbit·s^(-1),与GMSSL-Python实现库基本一致。 展开更多

关键词 sm4密码算法 MetaCrypto平台 Python语言映射接口 代码映射

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适合SMS4算法硬件实现的S盒构造新方法 被引量：11

6

作者 徐艳华 白雪飞 郭立 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1164-1170,共7页

基于有限域求逆实现S盒的方法存在求逆运算复杂、硬件实现难的问题．为此，通过引入新的复合域，将GF（2^8）域上的求逆运算转化成GF（（（2^2）^2）^2）复合域上的求逆运算，提出了一种基于复合域求逆的低电路面积开销的S盒构造方法．... 基于有限域求逆实现S盒的方法存在求逆运算复杂、硬件实现难的问题．为此，通过引入新的复合域，将GF（2^8）域上的求逆运算转化成GF（（（2^2）^2）^2）复合域上的求逆运算，提出了一种基于复合域求逆的低电路面积开销的S盒构造方法．该方法通过采用复合域计算、优化运算顺序和复用公因子等手段减小S盒硬件实现的电路面积．实验表明，在0．18μm和0．35μmCMOS工艺下，采用基于复合域求逆构造的S盒与采用查找表方法构造的S盒相比，电路面积可减少34％～68％．此外，在相同的工艺和吞吐率下，与原始的算法相比，采用提出的S盒的SMS4算法硬件资源消耗大大减少，适用于对芯片面积严格限制的场合． 展开更多

关键词 sms4密码算法 S盒 复合域求逆 查找表

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SMS4分组密码算法的差分—代数分析 被引量：4

7

作者 魏航 崔会丽 吕晓庆 《成都大学学报（自然科学版）》 2012年第2期158-160,共3页

分组密码中最有效、最常用的分析方法是差分分析,而代数攻击分析也是分析分组密码的分析方法之一,其弱点是轮数越多,方程的数目也会越多,方程求解会更加困难.将两种方法结合起来,弥补了各自的不足与繁琐,分析更为有效.在深入分析SMS4分... 分组密码中最有效、最常用的分析方法是差分分析,而代数攻击分析也是分析分组密码的分析方法之一,其弱点是轮数越多,方程的数目也会越多,方程求解会更加困难.将两种方法结合起来,弥补了各自的不足与繁琐,分析更为有效.在深入分析SMS4分组密码算法特征的基础上,将差分—代数分析方法结合起来对SMS4分组密码算法进行分析,并通过对20轮的SMS4分组密码进行实证分析,说明了差分—代数分析方法用于分组密码分析的有效性. 展开更多

关键词 差分分析 代数分析 差分-代数分析 sms4分组密码算法

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一种基于动态思想的SMS4算法改进与实现 被引量：5

8

作者 周术洋 彭蔓蔓 肖小欢 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第9期86-88,92,共4页

SMS4算法是国家商用密码管理办公室于2006年1月公布的用于无线局域网产品的分组对称密码算法.文中介绍了SMS4算法的原理,在原算法的基础上基于动态思想对其进行了改进,并实现了改进后的算法.同时针对改进后的算法的安全性和效率与原算... SMS4算法是国家商用密码管理办公室于2006年1月公布的用于无线局域网产品的分组对称密码算法.文中介绍了SMS4算法的原理,在原算法的基础上基于动态思想对其进行了改进,并实现了改进后的算法.同时针对改进后的算法的安全性和效率与原算法进行了对比分析. 展开更多

关键词 密码学 动态思想 sms4密码算法 安全性

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改进的SMS4算法差分故障与暴力联合攻击 被引量：3

9

作者 刘文华 杜现朝 耿乔科 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第18期4204-4206,共3页

研究了SMS4对差分故障和暴力联合攻击的安全性。这种联合攻击利用传统的故障模型、采用一种简化的差分故障攻击与暴力攻击相结合的方法。在实验中,用该攻击方法不到1分钟就可以恢复出128位的SMS4种子密钥,实验结果表明,SMS4密码算法很... 研究了SMS4对差分故障和暴力联合攻击的安全性。这种联合攻击利用传统的故障模型、采用一种简化的差分故障攻击与暴力攻击相结合的方法。在实验中,用该攻击方法不到1分钟就可以恢复出128位的SMS4种子密钥,实验结果表明,SMS4密码算法很难防范这种利用差分故障和暴力攻击的联合攻击。该类型攻击对SMS4具有很大威胁,所以使用SMS4密码算法时,必须对轮函数相关运算进行保护。 展开更多

关键词 sms4密码算法 故障模型 暴力攻击 差分故障攻击 差分分析

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针对SM4密码算法的多点联合能量分析攻击 被引量：5

10

作者 杜之波 吴震 +1 位作者 王敏 饶金涛 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2224-2229,共6页

目前针对SM4密码算法的能量分析攻击,均属于单点能量分析攻击.由于单点能量分析攻击没有利用密码算法及单条能量信号曲线中所有和密钥相关的信息,所以单点能量分析攻击存在攻击所需样本较多、攻击信息利用率低的问题.针对单点能量分析... 目前针对SM4密码算法的能量分析攻击,均属于单点能量分析攻击.由于单点能量分析攻击没有利用密码算法及单条能量信号曲线中所有和密钥相关的信息,所以单点能量分析攻击存在攻击所需样本较多、攻击信息利用率低的问题.针对单点能量分析攻击存在的问题,提出了针对SM4密码算法的多点联合能量分析攻击方法,攻击时同时选择SM4密码算法中和密钥相关的多个信息泄露点,根据泄露点对应的中间变量和能量泄露模型,构造多点联合能量泄露函数,即多点联合能量分析攻击出SM4密码算法的密钥.实验不仅验证了本攻击方法的有效性,而且验证了本攻击方法相比单点能量分析攻击方法提高了能量分析攻击成功率,减少能量分析攻击的曲线条数,提高能量分析攻击效率.根据该新方法的特点,该新型攻击能量分析攻击方法还可以用于针对其他密码算法的能量分析攻击. 展开更多

关键词 能量分析攻击r相关性能量分析攻击 sm4密码算法 多点联合

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SM4分组密码算法综述 被引量：74

11

作者 吕述望 苏波展 +2 位作者 王鹏 毛颖颖 霍利利 《信息安全研究》 2016年第11期995-1007,共13页

SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算... SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算法的算法流程、结构特点及其密码特性,以及SM4算法的安全性分析研究现状,并与国际标准分组算法的安全性进行了对比. 展开更多

关键词 sm4分组密码算法 差分密码分析 线性密码分析 S盒

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SM4密码算法的阶梯式相关能量分析 被引量：1

12

作者 丛旌 韦永壮 刘争红 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第7期1977-1982,共6页

针对相关能量分析(CPA)易受噪声干扰、分析效率低的问题,提出了一种阶梯式CPA方案。首先,通过构造一种新的阶梯式方案提高CPA中信息的利用率;其次,通过引入confidence指标提升每一次分析的正确率,解决前几次分析正确率得不到保证的问题... 针对相关能量分析(CPA)易受噪声干扰、分析效率低的问题,提出了一种阶梯式CPA方案。首先,通过构造一种新的阶梯式方案提高CPA中信息的利用率;其次,通过引入confidence指标提升每一次分析的正确率,解决前几次分析正确率得不到保证的问题;最后,基于SM4密码算法结构给出了一个阶梯式CPA方案。模拟实验结果表明,在达到90%分析成功率的前提下,阶梯式CPA比传统CPA减少了25%能量迹条数的需求。现场可编程门阵列(FPGA)上的实验表明,阶梯式CPA恢复完整轮密钥的能力已经非常接近将搜索空间扩展到最大时的极限。阶梯式CPA能以足够小的计算量减少噪声的干扰、提高分析的效率。 展开更多

关键词 侧信道分析 相关能量分析 sm4分组密码算法 并行实现 阶梯式方案

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基于HRCA的可重构SM4密码算法研究与实现 被引量：2

13

作者 张骁 周清雷 李斌 《网络与信息安全学报》 2020年第5期101-109,共9页

针对同时要求高吞吐率和高安全性的应用场景,提出了基于HRCA的高性能可扩展的SM4实现方案。首先,通过分析对SM4提取出的不同粒度的基础算核,提出了一个通用的粗粒度可重构计算单元;然后,为满足不同加密模式的需要给出了多种映射策略,根... 针对同时要求高吞吐率和高安全性的应用场景,提出了基于HRCA的高性能可扩展的SM4实现方案。首先,通过分析对SM4提取出的不同粒度的基础算核,提出了一个通用的粗粒度可重构计算单元;然后,为满足不同加密模式的需要给出了多种映射策略,根据不同策略将算法映射到重构计算单元;最后,通过分割控制平面和数据平面优化SM4整体架构。实验结果表明,使用所提方法,SM4算法在较低的资源消耗下吞吐量有了明显提高。 展开更多

关键词 HRCA sm4密码算法 可重构计算 高吞吐率

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SM4分组密码算法在RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议中的应用 被引量：3

14

作者 左林 刘贞 王一民 《铁路通信信号工程技术》 2020年第8期24-27,共4页

RSSP-II铁路信号安全通信协议是铁路信号领域的安全软件产品。目前,其使用的加密算法为3DES算法,可防护数据在传输过程中的损坏、伪装等安全风险。为实现技术自主可控、增强核心竞争力,提出采用中国国家标准SM4分组密码算法代替既有的3... RSSP-II铁路信号安全通信协议是铁路信号领域的安全软件产品。目前,其使用的加密算法为3DES算法,可防护数据在传输过程中的损坏、伪装等安全风险。为实现技术自主可控、增强核心竞争力,提出采用中国国家标准SM4分组密码算法代替既有的3DES算法,并进行仿真和实物测试验证。 展开更多

关键词 铁路安全通信协议 数据加密标准 消息验证码 sm4分组密码算法

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针对SM4密码算法的模板攻击

15

作者 匡晓云 黄开天 +2 位作者 兰天 杜之波 吴震 《成都信息工程大学学报》 2021年第5期499-502,共4页

目前针对SM4密码算法的侧信道攻击研究主要是故障分析攻击和相关性能量分析攻击,为了探索模板攻击针对SM4密码算法分析攻击应用问题,提出了针对SM4密码算法的模板攻击方法,模板构建时,选择SM4密码算法的S盒输出作为能量分析攻击点,汉明... 目前针对SM4密码算法的侧信道攻击研究主要是故障分析攻击和相关性能量分析攻击,为了探索模板攻击针对SM4密码算法分析攻击应用问题,提出了针对SM4密码算法的模板攻击方法,模板构建时,选择SM4密码算法的S盒输出作为能量分析攻击点,汉明重量作为能量分析模型,构建关于S盒输出的模板,模板匹配时,选择多条曲线的联合概率进行匹配,概率最大值对应的密钥即为攻击出的正确密钥。针对SM4密码算法智能卡实测实验,验证了该攻击方法的有效性。该攻击方法不仅可以应用到针对SM4密码算法其他攻击点的模板攻击,而且对其他分组密码算法的模板攻击具有借鉴意义。 展开更多

关键词 侧信道攻击 模板攻击 sm4密码算法 S盒

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SM4算法的差分功耗以及相关功耗分析研究 被引量：2

16

作者 滕永平 陈运 +2 位作者 陈俊 黄永远 程思鹏 《成都信息工程学院学报》 2014年第1期13-18,共6页

SM4算法是中国无线局域网产品的分组密码算法。功耗分析由于代价低、攻击效率高,因此对密码算法形成了很大的威胁。以SM4算法为研究对象,STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台,采集相同密钥不同明文的SM4密码算法功耗曲线,分别研究了差分... SM4算法是中国无线局域网产品的分组密码算法。功耗分析由于代价低、攻击效率高,因此对密码算法形成了很大的威胁。以SM4算法为研究对象,STC90C58AD微控制器为硬件仿真平台,采集相同密钥不同明文的SM4密码算法功耗曲线,分别研究了差分功耗分析及相关功耗分析的攻击方法。实验结果表明:使用相关功耗分析,210条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥;使用差分功耗分析,3500条功耗曲线可以恢复出第一轮的轮密钥。 展开更多

关键词 密码分析 边信道攻击 sm4密码算法 差分功耗分析 相关功耗分析

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SM4算法前四轮约减轮故障注入分析 被引量：1

17

作者 王恺 吴震 +3 位作者 杜之波 王敏 王燚 习伟 《成都信息工程大学学报》 2019年第5期457-461,共5页

针对SM4密码算法,提出一种新型的约减轮故障攻击方法,故障注入于加密算法的前4轮中,使加密算法的后续迭代轮数减少,对故障数据进行筛选和分析,理论上由4个错误密文就可以恢复128 bit的初始密钥,从而完成攻击。方法对比现有针对SM4的差... 针对SM4密码算法,提出一种新型的约减轮故障攻击方法,故障注入于加密算法的前4轮中,使加密算法的后续迭代轮数减少,对故障数据进行筛选和分析,理论上由4个错误密文就可以恢复128 bit的初始密钥,从而完成攻击。方法对比现有针对SM4的差分故障攻击方法有很大的简化,提高了攻击效率。利用攻击方法对无防护SM4算法的智能卡进行了约减轮故障注入攻击,实验结果表明攻击方法行之有效,也可以扩展到其他分组密码。 展开更多

关键词 信息安全 硬件安全 sm4密码算法 故障注入 分组密码 约减轮故障

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基于SAKURA-G实验板的SM4硬件电路能量攻击研究 被引量：1

18

作者 胡文静 王安 +1 位作者 乌力吉 谢鑫君 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第4期15-20,共6页

目前,公开研究SM4能量攻击的实验中,功耗波形都采用计算机仿真、单片机软件实现等手段,这与实际中使用的SM4硬件电路实现的功耗尚有很大差别.由此分析了一种SM4算法硬件电路实现的安全性,将它的Verilog硬件电路下载到SAKURA-G开发板中,... 目前,公开研究SM4能量攻击的实验中,功耗波形都采用计算机仿真、单片机软件实现等手段,这与实际中使用的SM4硬件电路实现的功耗尚有很大差别.由此分析了一种SM4算法硬件电路实现的安全性,将它的Verilog硬件电路下载到SAKURA-G开发板中,并采集其实际运行时的功耗信息.通过相关性能量分析技术对首轮S盒输入、首轮S盒输出、首轮输出寄存器多个可能泄露信息的位置进行攻击,还原了首轮子密钥.通过相同方法可以还原第2~4轮子密钥,最终推导128比特源密钥.最后分别从系统级和算法级探讨了相应的防御对策. 展开更多

关键词 sm4分组密码算法 相关性能量分析 SAKURA-G

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扩大故障注入范围的SM4差分故障攻击研究 被引量：2

19

作者 朱仁杰 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第S11期493-495,506,共4页

为了使SM4分组密码的差分故障攻击在现实条件下更容易实现,文中深入研究并分析了可用于SM4差分故障攻击的各种方法。在现有的故障攻击方法基础上,提出了一种将故障注入的范围扩大到加密算法第26轮的攻击方法,解除了以往攻击方法中故障... 为了使SM4分组密码的差分故障攻击在现实条件下更容易实现,文中深入研究并分析了可用于SM4差分故障攻击的各种方法。在现有的故障攻击方法基础上,提出了一种将故障注入的范围扩大到加密算法第26轮的攻击方法,解除了以往攻击方法中故障必须注入到加密算法后4轮的限制,达到了扩大可故障注入范围的目的。 展开更多

关键词 差分故障攻击 扩大故障范围 sm4分组密码算法

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一种商密算法的商用车CAN安全通信方案 被引量：1

20

作者 黄雯垠 高秀晶 +3 位作者 尤双和 陈水宣 曾方正 张彬岑 《闽南师范大学学报（自然科学版）》 2023年第1期41-49,共9页

针对现有商用车报文安全缺陷,以及校验值保留在商用车报文数据域预留位数限制,提出基于SM4分组密码算法与SM3密码杂凑算法的CAN总线安全通信方法 .利用CANoe设计虚拟安全网关,使得新鲜值与报文原始数据域基于SM4算法混合加密表现雪崩效... 针对现有商用车报文安全缺陷,以及校验值保留在商用车报文数据域预留位数限制,提出基于SM4分组密码算法与SM3密码杂凑算法的CAN总线安全通信方法 .利用CANoe设计虚拟安全网关,使得新鲜值与报文原始数据域基于SM4算法混合加密表现雪崩效应减少明文攻击风险同时,利用SM3算法保证数据来源合法性.在搭载VN1610的智能网联试验客车实施实车上,CAN总线高负载率验证测试.结果表明:SM4分组密码算法与SM3密码杂凑算法搭建安全通信方案的运行时间满足网关数据传输速度要求. 展开更多

关键词 汽车工程 车载信息安全 CAN总线通信安全 sm4分组密码算法 sm3密码杂凑算法

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