一种抗侧信道攻击的SIS格签名实现方案

作     者：李子臣 孙亚飞 杨亚涛 张卷美 杨薇 梁斓 LI Zi-Chen;SUN Ya-Fei;YANG Ya-Tao;ZHANG Juan-Mei;YANG Wei;LIANG Lan

作者机构：西安电子科技大学通信工程学院西安710071 北京印刷学院北京102600 北京电子科技学院北京100070 

出 版 物：《密码学报》 (Journal of Cryptologic Research)

年 卷 期：2018年第5卷第3期

页      面：242-248页

核心收录：

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61370188) "十三五"国家密码发展基金(MMJJ20170110) 中央高校基本科研业务费专项~~ 

主　　题：格签名 小整数解问题 侧信道攻击与防御 掩码 

摘      要：随着量子计算机的出现,传统的数字签名方案面临量子攻击,研究与设计能够抵抗量子计算机的数字签名算法是目前的研究热点.在密码算法的实际运行过程中,也时常面临侧信道攻击的风险.在设计安全高效的密码算法时,需要综合考虑多方面安全因素.格密码理论是后量子算法中的典型代表,基于格密码理论的数字签名算法能够在量子环境下安全运行,但在实际运行过程中,仍面临一阶能量攻击、计时攻击等侧信道攻击的威胁.为保证基于格密码理论的数字签名算法具备抵抗侧信道攻击的能力,本文提出一种能够抵抗侧信道攻击的SIS格签名实现方案.通过设置高斯取样参数,并对取样样本进行随机分割,扩大了取样范围,能够有效的抵抗Cache攻击;对签名过程中的私钥进行随机分割,实现对密钥的掩码操作,能够有效的抵抗一阶差分能量攻击.本文所提SIS签名实现方案所基于的困难问题是随机预言模型下可证明安全的,能够同时防御Cache攻击和一阶差分能量攻击,保证了密钥的安全性.