NTRU全同态掩码防御方案

作者：杨亚涛; 刘博雅^*; 孙亚飞^*; 李子臣

来源：计算机学报, 2019, 42(12): 2742-2753.

• NTRU
• 能量攻击
• 选择密文攻击
• 掩码
• 同态加密

为了抵抗量子计算机的攻击,相关的后量子密码算法被先后提出.NTRU(Number Theory Research Unit)密码算法是基于格理论的典型算法之一,在NTRU密码方案的硬件设计及实现过程中,主要会面临格攻击、简单能量攻击、差分能量攻击及相关能量攻击等风险.为了解决NTRU算法在实现过程中的侧信道攻击安全隐患,提出一种新的全同态掩码防御方案,并给出电路设计参考模型,所提出方案能够对NTRU算法所有系数执行掩码操作并防范能量攻击.本方案的密钥生成部分采用高斯抽样算法,解密部分采用同态加密实现密文间的全同态运算.设计的全同态掩码方案电路模型中,根据算法功能分为数据采样区、存储区及运算区.本方案通过高斯取样生成密钥,能防范格攻击;通过密文之间的同态运算,可以实现多项式所有系数同时掩码;通过分析算法的同态性,验证了本方案的正确性;通过分析方案的实现过程,论证了该方案能够有效防御选择密文攻击、差分能量攻击、零值攻击及相关能量攻击.

• 单位
  北京印刷学院; 西安电子科技大学; 北京电子科技学院