近日，网络空间安全学院（研究院）王美琴教授团队在密码算法的侧信道防护领域取得新进展。团队研究成果“Extending Randomness-Free First-Order Masking Schemes and Applications to Masking-Friendly S-boxes”被国际密码工程旗舰会议Cryptographic Hardware and Embedded Systems（CHES）2025录用。论文由网安学院教授王美琴、博士研究生吴立轩、副研究员樊燕红、教授王伟嘉与欧洲工程院院士Bart Preneel教授合作完成。山东大学是该论文的第一作者和通信作者单位。

侧信道攻击可以利用密码算法运行过程中的功耗、电磁辐射等物理信息进行密码算法的攻击和破解。由于密码算法电路的本身属性，这些物理信息是很难消除的，因此侧信道攻击对大量的密码设备带来了严重威胁。掩码方案是一种非常流行的侧信道防护方法。因为掩码方案通常需要大量的随机数来保证侧信道防护的安全性，这严重限制了在资源有限环境中的侧信道防护的部署。本文进一步扩展了无随机数的一阶掩码方案，提出了非线性压缩层技术和联合掩码方案。与相关工作相比，该论文不仅成功构建了PRINCE S盒和它的逆的掩码方案，而且减少了SKINNY S盒掩码方案21%的硬件面积。对于密码算法设计者，该论文还提出了一个面向掩码友好的S盒设计方案，能够为密码组件S盒的设计提供指导。

CHES是由国际密码协会（IACR）主办的密码工程与物理安全方向的旗舰会议，主要关注密码算法实现、密码侧信道安全等密码工程问题，该会议发表的论文代表着国际学术界和产业界在密码芯片、密码嵌入式系统领域的最高水平。近年来，王美琴教授带领分组密码算法团队在密码算法硬件防护方向展开研究，做出了一系列国际认可的成果。

图文：仝乐

审核：魏普文