检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：周佳中国科学院大学

学位级别：硕士

近年来，深度学习系统得到了广泛应用。但在一些需要高度安全的应用场景下，深度学习系统很容易遭受攻击。对抗攻击是深度学习系统面临的一种常见攻击方式，它在普通样本中加入微小扰动，生成对抗样本。对抗样本很难用肉眼分辨，但却能... 详细信息

近年来，深度学习系统得到了广泛应用。但在一些需要高度安全的应用场景下，深度学习系统很容易遭受攻击。对抗攻击是深度学习系统面临的一种常见攻击方式，它在普通样本中加入微小扰动，生成对抗样本。对抗样本很难用肉眼分辨，但却能够使得图像识别系统产生错误的预测结果。针对对抗攻击，目前主要的防御方式是利用高质量的对抗样本和普通样本作为训练数据，训练一个能够分辨两者的防御模型。因此，对抗样本的质量直接决定了防御模型的性能。本文希望设计一个系统，生成高质量的对抗样本，从而提升现有防御模型的性能。然而，现有的对抗样本生成系统，没有基于不同攻击的场景帮助用户快速选择最优的算法。其次，现有系统集成的黑盒算法的效果没有达到预期。最后，现有系统几乎都以工具包的形式出现，非专业人士难以使用，并且不满足现实场景中并发任务的使用需求。　　针对上述问题，本文设计并实现了并发任务场景下的端到端对抗样本生成系统，极大地降低了学习使用本系统的成本。该系统集成更为有效的对抗攻击算法，并开展不同攻击场景下的对抗攻击算法基准测试，为用户提供合适的对抗攻击算法。针对基于迁移性的黑盒攻击方式难以保证成功率，实现了一个新的黑盒算法，生成更高质量的对抗样本，促使对抗训练生成更具鲁棒性的边界面，提升防御模型的抵抗能力。　　本文主要工作和贡献如下:　　1)开展不同攻击场景下的对抗攻击算法基准测试　　为了对比对抗攻击算法的优劣，对目前14个典型的对抗攻击算法和15个通用的目标模型进行基准测试。实验结果表明，在非定向白盒攻击场景中，DIM算法相比其他算法可以更好地攻击通用的目标网络，且耗时较小。BIM算法则更难以攻击目标网络;在定向白盒攻击场景中，攻击成功率与攻击耗时呈正相关;在黑盒攻击场景中，即使增大扰动，相比白盒攻击方式，基于访问的黑盒攻击方式也更为耗时，基于迁移性的黑盒攻击方式难以保证成功率。　　2)提出一种基于图像映射的迁移性黑盒对抗攻击算法　　为了提高基于迁移性的黑盒攻击方式的成功率，本文提出一种基于图像映射的迁移性黑盒对抗攻击算法BAIM。该算法主要包括四个核心组件:图像映射组件主要对原始样本数据进行初步处理，实现图像到图的映射;图分类组件基于映射后的图数据设计图分类模型，并训练至高精度;图对抗攻击组件计算图的梯度方向，据此在扰动阈值内计算图扰动;图映射组件将扰动后的图数据逆映射回图像，得到对抗样本。本文在MNIST测试集上通过实验对非定向攻击成功率进行了验证和对比分析。实验结果表明，基于图像映射的迁移性黑盒对抗攻击算法可以有效提高基于迁移性的黑盒攻击方式的成功率。　　3)设计并实现并发任务场景下的端到端对抗样本生成系统　　为了提升对抗样本生成系统的易用性和实用性，本文设计并实现并发任务场景下的端到端对抗样本生成系统。首先，系统采用浏览器和服务器架构模式(B/S架构)，即浏览器客户端，服务器端和数据库端构成三层架构，设计端到端体系架构。为了托管运行耗时型推理任务，从而提高系统效率和并行性，需要封装复杂的推理环境并实现自动环境部署，基于Docker良好的封装特性，端到端体系架构设计了推理引擎。基于此，系统被划分为四个子系统，包括业务逻辑子系统、存储管理子系统、推理引擎子系统、可视化子系统。为了进一步满足并发任务场景下的对抗样本生成需求，业务逻辑子系统将原样本数据、攻击算法、目标模型解耦合，并以任务管理模块为核心，协调解耦后的各个模块，将推理任务发布于推理引擎实现多任务托管运行。在实验场景中对系统功能进行了测试，实验结果表明功能满足系统的设计。

关键词：端到端对抗样本生成系统系统设计抗攻击算法基准测试

来源：评论

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认知无线网络抗频谱感知数据篡改攻击算法研究

认知无线网络抗频谱感知数据篡改攻击算法研究

引用

作者：刘显君西安电子科技大学

学位级别：硕士

为解决无线用户剧增带来的频谱资源匮乏问题，认知无线网络能通过动态的频谱接入实现频谱资源的高效使用，它具有动态频谱感知，允许重构网络，自适应通信等网络特性。但这些特性也给认知无线网络带来了新的安全威胁。频谱感知作为认知... 详细信息

为解决无线用户剧增带来的频谱资源匮乏问题，认知无线网络能通过动态的频谱接入实现频谱资源的高效使用，它具有动态频谱感知，允许重构网络，自适应通信等网络特性。但这些特性也给认知无线网络带来了新的安全威胁。频谱感知作为认知无线网络频谱分析和决策的先决步骤，容易受到频谱感知数据篡改攻击和模仿主用户攻击等的影响，最终导致频谱资源的浪费或对主用户造成干扰。因此，如何保证频谱感知数据的准确性，设计安全的感知算法，已成为认知无线网络频谱感知研究的重点。本文通过分析现有的频谱感知数据篡改攻击，提出了不同网络架构下抵御频谱感知数据篡改攻击的算法，具体工作如下：\n 1)针对分布式认知无线网络架构，对现有的频谱感知算法进行研究，通过分析和仿真证明已有算法存在着安全性缺陷和连通性问题，即在存在攻击者的情况下可能造成频谱决策的错误以及随着算法迭代过程的推进，网络可能被分割成孤立子网，造成不同的收敛结果。基于此，提出一种基于邻居检测的分布式感知算法，通过计算认知用户节点数据的单调性，变异系数等进行恶意性检测，将恶意节点从可信节点集合中删除，并且通过广播可信邻居节点和无闭集调节的方式在可信节点发生变化后保证网络的连通，且降低了收敛结束的条件，即当认知用户的感知数据足以对数据进行判决时即可结束收敛。通过仿真证明，提出的算法能够在保证网络连通性的基础上有效的抵御频谱感知数据篡改攻击，提高频谱决策的准确性。\n 2)针对中心式认知无线网络架构，分析主用户位置信息与感知数据的关系，提出一种基于数据库的安全定位感知算法，该算法中数据融合中心维护主用户信息、认知用户信息以及位置与信号强度关系的数据库，融合中心在每一轮接收到认知用户汇报的感知数据时，针对距离主用户不同的距离范围内认知用户接收的信号强度的不同对认知用户的感知数据可靠性进行判定，将感知数据与数据库中数据范围不匹配的用户数据删除，最终利用有效的感知数据还可以对主用户的位置进行估算。通过应用实例分析，提出的算法能够有效的抵御频谱感知数据篡改攻击，并且可以通过可信用户协作感知确定是否存在模仿主用户攻击。

关键词：认知无线网络频谱感知数据篡改抗攻击算法

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抗差分功耗分析和差分故障分析的AES算法VLSI设计与实现

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通信学报 2010年第1期31卷 20-29页

作者：韩军曾晓洋赵佳复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

提出了一种抗差分功耗分析和差分故障分析的AES算法硬件设计与实现方案,该设计主要采用了数据屏蔽和二维奇偶校验方法相结合的防御措施。在保证硬件安全性的前提下,采用将128bit运算分成4次32bit运算、模块复用、优化运算次序等方法降... 详细信息

提出了一种抗差分功耗分析和差分故障分析的AES算法硬件设计与实现方案,该设计主要采用了数据屏蔽和二维奇偶校验方法相结合的防御措施。在保证硬件安全性的前提下,采用将128bit运算分成4次32bit运算、模块复用、优化运算次序等方法降低了硬件实现成本,同时使用3级流水线结构提高了硬件实现的速度和吞吐率。基于以上技术设计的AESIP核不仅具有抗双重旁道攻击的能力,而且拥有合理的硬件成本和运算性能。

关键词：信息安全抗攻击算法 VLSI实现旁道攻击先进加密标准

来源：评论

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信息安全芯片的防御攻击技术研究

信息安全芯片的防御攻击技术研究

引用

作者：韩军复旦大学

学位级别：博士

信息安全技术在国家安全和社会经济生活中发挥着极其重要的作用，而各种安全芯片是信息安全技术不可或缺的硬件载体。目前由于SoC技术的进步，安全芯片已经发展成为功能齐全，软硬件结构复杂的嵌入式系统，但是同时安全芯片却普遍存在... 详细信息

信息安全技术在国家安全和社会经济生活中发挥着极其重要的作用，而各种安全芯片是信息安全技术不可或缺的硬件载体。目前由于SoC技术的进步，安全芯片已经发展成为功能齐全，软硬件结构复杂的嵌入式系统，但是同时安全芯片却普遍存在着安全性问题，尤其是旁道攻击技术的存在，对安全芯片构成了严重的威胁。本文从如何建构抗攻击的安全芯片SoC系统出发，提出了相应的系统结构、安全策略和关键的防御攻击技术。研究表明，旁道攻击防御技术对于维护安全芯片的安全性具有至关重要的作用，而功耗分析攻击是目前最具代表性的旁道攻击方法，因此本文从系统、算法和VLSI设计等各个层次研究了功耗分析攻击的防御技术。首先本文研究了功耗分析攻击的原理和基于SPA的功耗轨迹分析方法，并提出了针对功耗轨迹分析的防御措施。本文将时间随机化方法作为一种系统级的防御技术进行了深入研究，建立了时间随机化条件下DPA攻击的理论模型，准确地揭示了时间随机化方法防御DPA攻击的内在机理，并进一步提出将时间延迟作为不同概率分布的随机变量进行对比分析，因而得出了特定条件下的最优概率分布律。为了保证时间随机化方法的效能，本文也提出和应用了多时钟技术来抑制总功耗分析。为了便于系统集成和推广应用，本文以时间随机化方法为基础提出了SoC系统旁道攻击防御单元的设计方案。本文提出了三种适用于公钥制密码系统RSA和ECC的抗攻击算法，RDE，MRDE和MRRE算法，三种新算法都能够有效地防御SEMD型，MESD型和ZEMD型DPA攻击，同时其所导致的硬件成本的上升和运算速度的损失都相对较小。RDE算法主要应用了随机延迟计算的机制，MRDE算法则进一步增加了屏蔽运算，而MRRE算法则结合数据屏蔽技术和随机重编码方法。本文也研究了如何合理地将防御攻击技术转化为具体的VLSI设计。针对实际应用的需要，本文以MRRE算法为基础研制了抗攻击RSA协处理器IP核，该IP核的突出优点是实现了抗攻击能力与面积、速度等多个指标的有机统一。本文的抗攻击RSA协处理器能够在硬件复用的条件下执行模乘和求逆两种运算，因此可以自动产生数据屏蔽所需的参数，也可以实现随机重编码的模幂运算，不仅保障了协处理器对多种DPA攻击的防御能力，而且加快了运算速度。另外本文也研究了DES密码算法的抗攻击电路设计方法，提出并仿真验证了互补结构寄存器与干扰电路相结合的设计方案，以此为基础可以设计硬件成本合理的抗攻击DES密码协处理器IP核。

关键词：信息安全安全芯片功耗分析攻击 SPA DPA 防御攻击技术时间随机化抗攻击算法抗攻击密码协处理器 RSA ECC AES DES

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