检索结果-内蒙古大学图书馆

密码学报 2023年第4期10卷 823-835页

作者：白野何德彪罗敏杨智超彭聪武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 海军工程大学信息安全系武汉430032

sm2数字签名算法是我国商用密码体系的重要组成部分,目前已广泛应用于电子签章等领域.研究sm2数字签名算法潜在的安全风险及相应的防范技术,对于推动我国商用密码体系的安全应用具有重要意义.sm2数字签名算法的安全性基于椭圆曲线离散... 详细信息

sm2数字签名算法是我国商用密码体系的重要组成部分,目前已广泛应用于电子签章等领域.研究sm2数字签名算法潜在的安全风险及相应的防范技术,对于推动我国商用密码体系的安全应用具有重要意义.sm2数字签名算法的安全性基于椭圆曲线离散对数问题的困难性,当前已有一些针对不同椭圆曲线类数字签名算法的攻击研究,但攻击sm2数字签名算法的方案还存在所需签名数量较多、攻击耗时较长、成功率较低的问题.本文针对sm2数字签名算法设计了一组判断函数,基于带判断的格基约减算法,提出了一种针对sm2数字签名算法的侧信道攻击方案,并分别就算法中随机数的最高3比特、最低3比特和中间17比特已知三种情况进行了侧信道攻击实验.实验结果表明,相比现有攻击sm2数字签名算法的方案,本文攻击方案所需签名数量减少了10%,私钥恢复时间减少了86%,成功率提高了2倍.

关键词： sm2数字签名算法格基约减算法侧信道攻击判断函数

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基于SIMD指令集的sm2数字签名算法快速实现

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密码学报 2023年第4期10卷 720-736页

作者：韦薇罗敏白野彭聪何德彪武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

sm2数字签名算法是国家密码管理局发布的首个数字签名标准,已广泛应用于网上银行、电子政务等领域.本文提出一种基于高级矢量扩展指令集(advanced vector extension 512,AVX512)的sm2数字签名算法实现方案,有效提升了sm2数字签名算法的... 详细信息

sm2数字签名算法是国家密码管理局发布的首个数字签名标准,已广泛应用于网上银行、电子政务等领域.本文提出一种基于高级矢量扩展指令集(advanced vector extension 512,AVX512)的sm2数字签名算法实现方案,有效提升了sm2数字签名算法的性能.结合单指令多数据集(single instruction multiple data,SIMD)运算特性,设计了一种新的冗余基数表示形式与数据排列方式,利用3比特冗余空间减少进位传播的次数,构建高效的并行素域运算模块.进而提出一种可变基点标量乘法的并行优化算法,在算法分支加入虚拟操作,按需存储点加与倍点的计算结果,结合底层数据表示形式消除8路分支的差异性.利用AVX512指令与分步点加方法加速固定基点标量乘法.签名与验签算法的性能比最新的SIMD实现分别提升了196%和69%.

关键词： sm2数字签名算法 SIMD指令集 AVX512 软件优化

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一种抗弱曲线故障攻击的sm2数字签名算法设计

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南华大学学报（自然科学版） 2023年第4期37卷 83-89页

作者：钱垂昇曾玖贞王彦南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

sm2数字签名算法是中国版的椭圆曲线数字签名算法,尽管该算法的设计在数学理论是安全的,但在算法的具体实现时却容易遭受物理攻击。因此,加强sm2数字签名算法在实现过程中的抗攻击性具有重要意义。本文基于故障感染思想提出了一个针对sm... 详细信息

sm2数字签名算法是中国版的椭圆曲线数字签名算法,尽管该算法的设计在数学理论是安全的,但在算法的具体实现时却容易遭受物理攻击。因此,加强sm2数字签名算法在实现过程中的抗攻击性具有重要意义。本文基于故障感染思想提出了一个针对sm2数字签名算法的抗故障攻击策略,通过改变算法中的标量运算操作,使得算法遭受攻击后故障将在签名过程中扩散,从而破坏攻击者利用错误签名快速检索签名私钥的条件。实验结果表明,此防御策略不仅可以抵御弱曲线故障攻击,还可以防御弱曲线故障和二次故障注入的结合攻击。此外,本文还将椭圆曲线算法中常用点检测抗故障攻击策略和本文提出的故障感染防御策略都在现场可编程逻辑列阵上实现,对两种策略的硬件面积开销、单次签名时间开销进行比较,结果显示,本文提出的策略在硬件性能上比基于点检测的策略更优越。

关键词： sm2数字签名算法弱椭圆曲线现场可编程逻辑列阵实现抗故障攻击

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基于区块链的电子医疗记录安全共享

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计算机应用 2022年第11期42卷 3465-3472页

作者：林超何德彪黄欣沂福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 武汉大学国家网络安全学院武汉430072

针对电子医疗记录(EMR)共享面临的数据提供商集权化、患者数据管理显被动、互操作效率低、恶意传播等问题,提出一种基于区块链的电子医疗记录安全共享方法。首先,基于商用密码sm2数字签名算法提出一种更加安全高效的泛指定验证者签名证... 详细信息

针对电子医疗记录(EMR)共享面临的数据提供商集权化、患者数据管理显被动、互操作效率低、恶意传播等问题,提出一种基于区块链的电子医疗记录安全共享方法。首先,基于商用密码sm2数字签名算法提出一种更加安全高效的泛指定验证者签名证明(UDVSP)方案;然后,设计具有上传、验证、检索、撤销等功能的智能合约,构造基于区块链的电子医疗记录安全共享系统;最后,通过安全性分析和性能分析论证UDVSP方案和共享系统的可行性。安全性分析结果表明,所设计的UDVSP方案满足可证明安全性。性能评估结果表明,与现有常用的UDVSP/UDVS方案相比,节省至少87.42%的计算开销和93.75%的通信代价。区块链智能合约原型系统的仿真结果进一步论证了共享系统的安全性和高效性。

关键词：电子医疗记录区块链 sm2数字签名算法泛指定验证者签名证明数据共享

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基于区块链的云辅助物联网身份认证方案研究

基于区块链的云辅助物联网身份认证方案研究

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作者：邹菁琳武汉大学

学位级别：硕士

云辅助物联网作为云计算和物联网环境下的新范式,可以为用户提供融合云计算和物联网优势的解决方案。认证和访问控制是解决新范式下云端数据易被篡改、易泄露以及对数据和物联网设备未经授权的访问等安全问题的重要安全技术之一。但云... 详细信息

云辅助物联网作为云计算和物联网环境下的新范式,可以为用户提供融合云计算和物联网优势的解决方案。认证和访问控制是解决新范式下云端数据易被篡改、易泄露以及对数据和物联网设备未经授权的访问等安全问题的重要安全技术之一。但云辅助物联网环境下的认证和访问控制方案,还需要考虑物联网设备与云计算服务器之间一对多和多对多访问、抵御各种攻击等需求。针对物联网设备与云计算服务器之间一对多和多对多访问需求,认证方案可利用多接收者加密方案中一个发送者对多个接收者进行安全传输的特点,来实现多设备多服务器环境下的访问控制。针对云中心数据库易被篡改和攻击、物联网设备分布广泛难以实现信息同步和共享等安全风险,认证方案也可利用区块链的可靠性、去中心化和透明性等特性来实现重要信息共享。同时,认证方案还可以使用物理不可克隆函数来实现物联网设备的安全认证和密钥保护。但是当前的认证和访问控制方案仍存在一些不足:例如现有结合多接收者加密、区块链及物理不可克隆函数技术设计的云辅助物联网认证方案较少,且在合规性、安全性和性能方面仍有不足;当前基于sm2椭圆曲线公钥密码算法在多接收者加密方案方向上的研究仍处于空白状态等。因此亟需研究基于国密算法的多接收者加密方案和云辅助物联网场景下的认证和访问控制方案。针对上述需求和现有方案存在的不足,本文拟研究基于sm2的无证书多接收者加密方案和云辅助物联网认证方案。本文的主要工作如下:1.设计了一个基于sm2的无证书多接收者加密方案,实现了自主可控的一对多数据安全传输,并在随机谕言机模型下证明了该方案的机密性和接收者匿名性;2.提出了一种面向多服务器环境下基于区块链的云辅助物联网认证方案,该方案使用了设计的基于sm2的无证书多接收者加密方案和物理不可克隆函数,实现了一对多和多对多访问控制和物联网设备的密钥保护。同时,本文通过Game序列给出了认证方案的安全性证明;3.对所提出的多接收者加密方案和认证方案进行了对比分析,在PC端和树莓派环境下对两个方案进行了仿真实验,进一步证实了所提出方案的可行性。

关键词：云辅助物联网 sm2数字签名算法无证书多接收者加密认证区块链

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sm2算法在数字证书系统上的实现与应用

SM2算法在数字证书系统上的实现与应用

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作者：李鲁冰西安电子科技大学

学位级别：硕士

21世纪以来,计算机和网络技术的发展日新月异。随着我国信息化建设的逐步推进,电子商务、电子政务不断发展和普及,让人们足不出户即可享受信息发展带来的舒适与便利。而互联网的虚拟性和匿名性,使得信息安全问题日益加剧,如何确保网络... 详细信息

21世纪以来,计算机和网络技术的发展日新月异。随着我国信息化建设的逐步推进,电子商务、电子政务不断发展和普及,让人们足不出户即可享受信息发展带来的舒适与便利。而互联网的虚拟性和匿名性,使得信息安全问题日益加剧,如何确保网络通信中发送和接收到数据的安全可靠,成为人们关注的焦点。数字证书在保障信息安全,提供可信、公正的认证服务上发挥着重要作用。PKI(Public Key Infrastructure),即公钥基础设施,作为目前国际上较为成熟的方案,具有非常广泛的应用,它可以很好地解决这一安全领域的问题。CA认证中心(Certificate Authority)是PKI的核心,具有数字证书颁发和有效性验证等功能。目前PKI体系中大多采用RSA公钥密码算法,这一算法在性能和运算速率上逐渐暴露缺陷,且被怀疑留有后门。为了保证网络信息的安全和我国安全技术自主化,国家密码管理局于2010年12月发布了我国商用密码标准算法sm2椭圆曲线公钥密码算法和sm3密码杂凑算法。相较于RSA算法,sm2算法可以很好的提高对数字证书签名的速度,同时确保网络通信的安全性。本文研究了国密sm2算法在数字证书系统上的实现与应用,重点开展以下工作:首先,从数字证书系统构建这一角度出发,学习了相关密码学基本理论,包括数字签名技术、数字证书的结构、描述、编码格式等,重点研究了256位素数域上sm2椭圆曲线公钥密码算法中的数字签名算法、公钥加解密算法和sm3密码杂凑算法,并对RSA、ECC、sm2算法进行了比较,sm2算法在算法强度、空间复杂度、加解密效率上都具有明显优势。其次,完成了基于sm2算法的数字证书签发及管理系统的设计与实现。本文运用Java编程语言,搭建基于B/S架构界面友好的交互系统,对数字证书及其私钥进行有效管理。在系统的设计过程中,巧妙调用Java中与证书生成相关的类和方法,实现签名证书的创建、数据表的设计和证书申请、签发、更新、吊销、验证等五大功能模块的设计。在系统的实现过程中,应用XML建立Java与数据库的映射;通过简易证书系统的搭建,对证书签名值及其他信息(包含有效证书申请、已签发证书和被撤销证书记录)进行存储;合理运用Keytool、Bouncy Castle等工具,制作出了基于sm2数字签名算法的X.509 v3标准数字证书系统。随后,对系统进行测试,演示系统初始化和各主要功能,并对该系统性能进行了简析。最后,本文总结了数字证书系统应用服务的常见模式,对现在及未来的安全应用场景进行举例。sm2算法作为国密算法,在数字证书系统上的应用必将在未来互联网领域中发挥重要作用。2020年1月1日,我国《密码法》正式施行,进一步明确了商用密码的电子认证服务管理制度,推进国家网络和信息安全管理的法治化进程,探讨基于国密算法的数字证书系统具有非常重要的意义。

关键词：数字证书系统数字签名 sm2数字签名算法

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针对国密sm2算法的故障攻击与防御研究

针对国密SM2算法的故障攻击与防御研究

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作者：钱垂昇南华大学

学位级别：硕士

近年来随着通讯技术的发展,网络中的信息数据急剧增长,与此同时信息的安全问题也越来越受到重视。密码算法作为信息领域的核心技术,在保障信息安全的过程中发挥着关键作用。为了提高信息安全的自主性,国家密码管理局发布了自主设计的sm... 详细信息

近年来随着通讯技术的发展,网络中的信息数据急剧增长,与此同时信息的安全问题也越来越受到重视。密码算法作为信息领域的核心技术,在保障信息安全的过程中发挥着关键作用。为了提高信息安全的自主性,国家密码管理局发布了自主设计的sm2商用密码算法。sm2商用密码算法包括加密解密、数字签名、密钥交换三个部分。其中sm2数字签名算法是椭圆曲线数字签名算法的改良版,目前已经成为国际椭圆曲线密码算法标准之一。虽然sm2数字签名算法具有牢固的理论基础,但在算法的具体实现时却容易遭受物理攻击。因此对sm2数字签名算法在具体实现过程中的安全性进行研究具有十分重要的意义。本文以sm2数字签名算法为对象,利用故障攻击对其进行安全性研究,并根据故障攻击原理进行故障防御策略的研究。论文的主要研究工作包括: (1)基于Verilog语言完成了素数域下的256位sm2数字签名生成器电路的RTL设计,设计中包括素数域模运算模块、椭圆曲线层点运算模块、sm3哈希运算模块以及sm2数字签名生成顶层模块。最后我们在Modelsim平台进行电路的功能仿真验证,并在Vivado平台上完成电路的综合实现。 (2)基于弱椭圆曲线的特性和二次剩余定理设计了一个针对sm2数字签名算法的弱曲线故障攻击方案,并利用该故障攻击方案对sm2数字签名生成器电路进行安全性实验分析。在实验过程,本文设计了一个硬件木马来完成sm2数字签名生成器上的故障注入。实验结果表明,本文提出的方案可以利用故障签名对直接计算出故障曲线的参数,并且如果故障注入位置正确我们仅需要一个错误签名对可以在3分钟内恢复256位的签名私钥。相比于一般的弱曲线攻击,本文中的提出方案恢复私钥的效率提高了10%-20%并且实用性更强。 (3)基于点检测思想和故障感染思想提出两种抗弱曲线故障攻击的防御策略,并根据防御策略对sm2数字签名生成器电路进行改进。然后同样对改进后的两组电路进行安全性分析。分析结果表明,点检测防御策略虽然可以防御简单弱曲线故障攻击,但无法防御二阶弱曲线故障攻击;故障感染防御策略不仅可以同时防御简单弱曲线故障攻击和二阶弱曲线故障攻击,而且在硬件实现的性能上也比点检测防御策略更优越。

关键词： sm2数字签名算法弱椭圆曲线故障攻击点检测故障感染

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基于sm2的可截取签名方案

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河南科学 2024年第2期42卷 195-201页

作者：任莹莹胡江红李妮武特景宝鸡文理学院数学与信息科学学院陕西宝鸡721000

数字签名是公钥密码体制的重要应用部分,可截取数字签名解决了签名的持有者在不与原始签名人交互的情况下,根据自身要求就可以对已签名的数据进行合理的截取操作.将sm2数字签名算法与可截取签名算法相结合,提出一种新的基于椭圆曲线离... 详细信息

数字签名是公钥密码体制的重要应用部分,可截取数字签名解决了签名的持有者在不与原始签名人交互的情况下,根据自身要求就可以对已签名的数据进行合理的截取操作.将sm2数字签名算法与可截取签名算法相结合,提出一种新的基于椭圆曲线离散对数的可截取签名方案.并在随机预言机模型下对该方案的安全性进行分析,该方案满足不可伪造性、隐私性以及可审计性,即使是不诚实的截取者也无法对签名结果进行抵赖.性能分析表明,该方案通过标量乘法使算法效率得到提升.

关键词： sm2数字签名算法可截取签名可审计性随机预言机模型

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基于sm2和奇异值分解(SVD)的指纹水印身份认证算法

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北京印刷学院学报 2019年第2期27卷 46-50页

作者：郭蕾刘福平李诗珂庞建萍北京印刷学院北京102600

身份认证技术是信息系统安全的第一道屏障。为了安全,准确,快速地进行身份认证,提出了一种基于sm2算法和奇异值分解的指纹水印的身份认证算法。该算法提取了指纹中的重要信息,并将其经过sm2数字签名算法加密后嵌入到载体图中。sm2在安... 详细信息

身份认证技术是信息系统安全的第一道屏障。为了安全,准确,快速地进行身份认证,提出了一种基于sm2算法和奇异值分解的指纹水印的身份认证算法。该算法提取了指纹中的重要信息,并将其经过sm2数字签名算法加密后嵌入到载体图中。sm2在安全性和加密长度等方面具有很大的优势。奇异值分解可以保证载体图像的质量。通过实验证明,基于sm2和奇异值分解的指纹水印身份认证算法可以有效地对指纹的特征进行特征提取和身份认证,并且为指纹信息的安全性提供了很好的保证。

关键词： sm2数字签名算法奇异值分解(SVD) 指纹识别身份认证

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