白盒密码技术：安全分析与改进的AES实现

"这篇硕士论文主要探讨了白盒密码的设计方法和安全性，特别是在移动电源、蓝牙耳机等设备中使用的充电和升压芯片解决方案的安全性。文章聚焦于针对白盒实现的攻击，特别是针对Chow的白盒AES实例的攻击策略。" 在白盒密码学中，目标是保护密码算法的密钥不被攻击者在软件执行过程中获取。Chow的白盒AES实现是通过查找表来隐藏密钥信息，但Billet等人发现了一种代数分析方法，能在230次操作内可能揭露密钥。他们通过组合多个查找表，形成一个完整的AES一轮中的4个输入块到4个输出块的查找表，然后分析这些代数结果来揭示密码信息。由于在白盒环境中，所有操作对攻击者都是可见的，攻击者有可能跟踪加密过程，构建出这样的查找表。 论文作者王冰对现有的白盒AES实现进行了深入分析，包括Chow的查找表方法和Bringer的混淆项方法。Chow的方法虽然能隐藏密钥，但其查找表仍然可能被攻击者通过代数分析破解；而Bringer的方法通过引入混沌项来模糊算法结构，但依然存在被攻击的风险。论文指出，这两种方法都已被证明有可被利用的安全漏洞。 为了解决这些问题，论文提出了改进的白盒AES实现。在原有的Chow实现基础上，增加了混淆信息，并调整了MixColumns矩阵，使其对于攻击者不再透明，从而提高了安全性。这一改进旨在增强白盒环境下的密钥保护，尤其是在成本较低的2A解决方案中，如移动电源和蓝牙耳机的充电与升压芯片等设备上，确保这些设备内的敏感数据得到更好的保护。 这篇论文对白盒密码的现状进行了全面分析，并针对其安全问题提出了创新性的解决方案，对白盒密码学的理论和实践都有重要的贡献。