23、Keccak与RSA密码系统的高效实现与防护策略

Keccak与RSA密码系统的高效实现与防护策略

在当今的数字安全领域，密码系统的安全性和效率至关重要。本文将详细介绍Keccak哈希函数的高效实现以及RSA密码系统针对侧信道电磁攻击的防护策略。

Keccak哈希函数的实现

无保护实现

• 并行实现 ：在并行实现中，速率固定为最多1024位。Keccak - f的轮函数架构简单直接，有320个并行的χ实例。θ函数以切片方式实现，通过计算每个切片中每行的5位异或（即列奇偶性）Xi（i∈{0, …, 63}），并对Xi和Xi - 1的旋转值进行异或操作，生成一个25位的值与相应切片异或。线性层的其余部分（ρ和π）作为简单布线在整个1600位状态上执行，每轮输出写入1600位寄存器。一次Keccak - f[1600]迭代需要24个时钟周期。
• 串行实现 ：串行实现以25位切片为单位操作，每个时钟周期从切片0开始取25位。输入在θ实现后写入寄存器R63，θ函数输入为每个输入切片每行的5位异或以及前一个周期的值（第一个切片除外）。经过64个周期完成初始化轮，后续轮中θ的输入是在切片R0上并行执行的五个χ函数的输出与轮常数的异或。一次Keccak - f[1600]迭代需要64×25 = 1600个时钟周期，面积约为10 kGE。

实现方式	面积（kGE）	每轮随机比特数	时钟周期数	时钟频率（MHz）