摘要：白盒攻击环境下敌手可以完全获取甚至改变密码算法的运行过程,给数据安全带来巨大威胁,目前移动终端、无线传感器网络(WSN)等部分轻量级应用场景均可视作白盒环境。通过改进Piccolo算法的部分结构与迭代方式将其进行白盒化实现,采用自编码查找表,根据给定的映射关系对数据分区进行标记,添加数据标记编码,并结合仿射变换等操作将密钥信息进行隐藏,能够保障较高的查表效率与白盒安全性。经安全性分析与对比,白盒化的Piccolo算法白盒多样性与白盒含混度数值较高,并且可以应对侧信道攻击、代码提取攻击、BGE攻击、MGH攻击、仿射编码恢复攻击等多种密码攻击方式,能在WSN等硬件资源受限的场景下得到良好部署与应用。

摘要：随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.

摘要：基于SM4算法的白盒密码视频数据共享系统是一种保障监控视频数据跨级跨域共享安全的系统,提出了一种基于国密SM4算法的白盒密码实现方式,并分析了算法的安全性,解决了SM4算法在非信任硬件环境中的安全运行问题。研制了基于后台权限控制机制的视频数据安全共享软件系统,包括共享数据上传/下载、共享审核、数据白盒加密处理、访问控制、基于白盒密码算法的共享视频解密播放器,实现了视频数据共享全过程的安全管控。搭建了实验环境,对所提系统进行了功能性能实验。实验结果表明,所提系统功能性能满足设计要求。

摘要：在国家广电总局2012年发布的可下载条件接收系统(downloadable conditional access system,DCAS)技术规范中,终端的密码操作都被置于安全芯片内,用安全硬件技术加以保护.然而安全芯片中过多的黑盒内容降低了芯片的通用性,增加了研发成本.因此提出一种基于白盒密码的DCAS安全芯片改进方案,利用芯片外的白盒解密软件模块和芯片内的外部编码,替换原方案中的层级密钥模块,并给出了一种在安全芯片内根据参数生成外部编码的算法,重新设计了DCAS终端的解密和握手验证过程.改进后的方案不但弥补了技术规范中原方案的缺点,还增加了如下优点:解密算法与业务密钥都包含在白盒密码模块内,可以同时通过网络下载更新;握手验证过程不仅对DCAS终端设备进行可用性验证,还能够进行唯一性验证.

摘要：传统密码学原语的安全性基于黑盒攻击模型,在这个模型中,攻击者只能对密码学原语进行黑盒访问(即"随机预言"访问),而对程序运行时的内部状态一无所知.理论上来讲,不考虑现实生活中程序运行时各种类型的信息泄露的话,这样的假设是合理的.但实际上,一旦我们在终端运行程序时,总会发生各种信息的泄露,造成更强的攻击.白盒攻击即是这样的一种攻击,它有别于传统密码模型中定义的攻击类型,它假设攻击者对设备终端(即应用程序的运行环境)拥有完全的控制能力,能够观测并更改软件运行时的所有内部数据,攻击者具有更强的攻击能力.因此,传统黑盒模型下安全的密码学原语在白盒攻击模型下极度的脆弱,我们需要更高强度的密码体制来抵抗这种攻击.本文介绍了白盒密码的起源及相关概念,从基础理论研究和密码方案设计技术两方面总结归纳了其研究现状及发展动态,并从效率和安全性上对目前已公开的白盒密码方案进行了评价.最后,对白盒密码的应用场景和有待解决的问题进行了说明.

摘要：本文介绍了白盒密码的提出与相关概念,从理论知识研究和实际的技术方案设计两方面对白盒密码的研究现状及发展动态进行归纳总结,并分别从效率和安全性角度对已公开的方案进行分析评价.最后,在白盒密码的应用场景和未来的研究方向上做出了简单的说明.

摘要：传统密码学建立在黑盒模型上,假设运行环境是安全的。但现实中,软件的执行过程对攻击者是可见的。在此环境下,白盒密码应运而生,有效阻止攻击者获得密钥信息。本文提出一种改进的白盒密码设计,以Chow白盒思想为核心主线,结合Bringer提出的混乱信息。从运行效率看,改进算法仅占用5MB空间,与Chow和Bringer设计相比,大大提高了空间占有率和运行效率。从安全性看,无论对单个查找表攻击方式、Billet攻击角度还是Mulder的攻击方式,都能有效抵抗。

摘要：白盒攻击环境指的是密码软件的执行对攻击者完全可见的环境。在白盒攻击环境中,攻击者通过观察或者执行密码软件,很容易就可以获得密钥信息。白盒密码是针对这种环境提出来的,其目的是为了在白盒攻击环境中,有效地防止攻击者获得密钥信息,并介绍了白盒密码的主要设计方法并进行了分析。

摘要：传统密码算法的安全性建立在黑盒攻击模型下.在这种攻击模型下,攻击者只能获取密码算法的输入输出,而无法得知密码算法运行时的内部细节.近年来白盒攻击模型的概念被提出.在白盒攻击模型下,攻击者既可以获取密码算法的输入输出,也可以直接观测或更改密码算法运行时的内部数据.为保证已有密码算法在白盒攻击环境下的安全性,在不改变其功能的基础上通过白盒密码技术对其进行重新设计被称为已有密码算法的白盒实现.研究白盒实现方案的设计与分析对于解决数字版权管理问题具有重要意义.近年来,出现了一类针对白盒实现方案的旁信道分析方法.这类分析手段只需要知道很少白盒实现方案的内部细节,却可以提取到密钥,因此是一类对现有白盒实现方案具有实际威胁的分析手段.对现有白盒实现方案进行此类分析对于确保方案安全性具有重要现实意义.此类分析方法中的典型代表是基于差分功耗分析原理的差分计算分析.基于差分计算分析,对白-武白盒SM4方案进行了安全性分析.基于对GF(2)上n阶均匀随机可逆矩阵统计特征的研究结果,提出了一种改进型差分计算分析(IDCA),可以在分析成功率几乎不变的前提下显著提升分析效率.结果表明,白-武白盒SM4方案在面对差分计算分析时不能保证安全性,必须对其进行进一步改进使之满足实际应用场景下的安全性需求.

摘要：研究白盒密码的设计与分析对于保证密码算法在实际应用场景下的安全性具有重要意义.本文发现白鲲鹏等人提出的白盒SM4方案存在安全性漏洞,采用Bos等人的差分计算分析方法,可以在8分钟内恢复出整个初始密钥.基于非线性编码改进了该方案,可以抵抗差分计算分析.改进后方案需要的内存空间为34.5 MB,各种查找表的白盒多样性的最小值为2^(568.8),各种查找表的白盒含混度的最小值为2^(148.4),有效抵抗Bos等人的差分计算分析、潘文伦等人的攻击、BGE攻击、林-来攻击、De Mulder等人的攻击、MGH攻击以及Lepoint等人的攻击.