检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2023年第7期60卷 1501-1513页

作者：余媛萍苏璞睿中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190 中国科学院大学网络空间安全学院北京100190

随着软件开发环境和业务逻辑的复杂度不断增加,大量的堆内存对象生命周期及其引用关系造成堆内存操作行为错综复杂,极易引发程序错误造成漏洞.模糊测试作为高效的软件代码错误检测技术,常用于漏洞挖掘.然而,目前最先进的模糊测试工具专... 详细信息

随着软件开发环境和业务逻辑的复杂度不断增加,大量的堆内存对象生命周期及其引用关系造成堆内存操作行为错综复杂,极易引发程序错误造成漏洞.模糊测试作为高效的软件代码错误检测技术,常用于漏洞挖掘.然而,目前最先进的模糊测试工具专注于代码全覆盖功能测试,忽略了执行时堆内存操作状态信息,从而错过堆内存漏洞发现机会.针对上述问题,提出了一种基于堆操作行为引导的灰盒模糊测试方法HeapAFL,在不依赖漏洞先验知识的情况下,其通过静态分析插桩基础堆操作函数及其参数监测执行时控制流和数据流变化,反馈堆操作行为信息,指导模糊测试中种子优先变异阶段,探索多样化堆操作行为从而更高概率触发堆内存错误类漏洞.在6个真实应用程序上验证方法效果,并与6个最先进的模糊测试工具进行比较,实验中的CPU总共测试了4032 h.实验结果表明,HeapAFL在漏洞挖掘效果和崩溃发现效率上优于对比工作.在漏洞挖掘数量上,HeapAFL相比于基准模糊测试方法AFL,AFLFast,PathAFL,TortoiseFuzz,Angora,Memlock分别提升了1.32倍,1.39倍,1.92倍,1.56倍,2.78倍,2.08倍.最终,HeapAFL在数据集上挖掘到了25个堆内存错误类漏洞,其中包括19个已知的漏洞(即1 day)和6个未知的漏洞(即0 day),并报告给CVE(common vulnerabilities and exposures)官方漏洞库后已经获得了2个CVE漏洞编号,其余漏洞正在等待审核.

关键词：模糊测试堆操作行为漏洞挖掘开源软件优先变异

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基于线性判别分析的模幂掩码模板攻击方法

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电子学报 2023年第11期51卷 3024-3032页

作者：韩绪仓陈波涛曹伟琼陈华李昊远中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京中电华大电子设计有限责任公司北京102209

掩码在模幂安全实现中被广泛采用,其抵抗侧信道分析的能力已被充分证明.本文发现模乘运算中读操作数的功耗将泄露操作数的地址,进而提出了一种基于线性判别分析的模板攻击方法,可对模幂掩码实现进行攻击.相比以往基于操作数的泄露,读操... 详细信息

掩码在模幂安全实现中被广泛采用,其抵抗侧信道分析的能力已被充分证明.本文发现模乘运算中读操作数的功耗将泄露操作数的地址,进而提出了一种基于线性判别分析的模板攻击方法,可对模幂掩码实现进行攻击.相比以往基于操作数的泄露,读操作数的功耗泄露将不受掩码的影响,对常见的带掩码防护的模幂实现仍有效.本文提出的方法首先将测试向量泄露检测技术应用于泄露特征提取,降低了无关点对攻击的影响;然后将线性判别分析扩展用于对曲线的分类和降维,提升了曲线的类可分离性.最后,本文以硬件模幂掩码实现为实验对象,通过实验验证了基于读取操作数的泄露分布在整个模乘运算中,且对不同类型模乘分类的准确率可达到99.98%.

关键词：指数掩码模幂掩码模板攻击线性判别分析泄露检测操作数读取

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可控内存写漏洞自动利用生成方法

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通信学报 2022年第1期43卷 83-95页

作者：黄桦烽苏璞睿杨轶贾相堃中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190

针对现有漏洞自动利用生成方法无法实现从“可控内存写”到“控制流劫持”的自动构造问题,提出一种可控内存写漏洞的自动利用生成方法。首先,基于内存地址控制力度的动态污点分析方法检测可控内存写漏洞;然后,基于漏洞利用模式进行利用... 详细信息

针对现有漏洞自动利用生成方法无法实现从“可控内存写”到“控制流劫持”的自动构造问题,提出一种可控内存写漏洞的自动利用生成方法。首先,基于内存地址控制力度的动态污点分析方法检测可控内存写漏洞;然后,基于漏洞利用模式进行利用要素搜索,通过约束求解自动构造可控内存写漏洞的利用。实验结果表明,所提方法可以有效检测可控内存写漏洞,搜索漏洞利用要素,自动生成从可控内存写到控制流劫持的利用。

关键词：可控内存写控制流劫持动态污点分析漏洞利用要素自动利用生成

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低T深度条件下ZUC-128的高效量子线路实现

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第12期54卷 34-51页

作者：邹剑向思明邹长忠吴文玲福州大学计算机与大数据学院福州350108 福州大学网络系统信息安全重点实验室福州350108 中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100191

祖冲之密码算法(ZUC)是我国推出的一种流密码算法,本文主要研究如何以较低T深度实现ZUC-128算法的完整量子线路.S盒是ZUC-128算法非线性组件的重要组成部分,本文首先通过穷搜剪枝策略和塔域分解技术分别获得了S_(0)和S_(1)的经典线路实... 详细信息

祖冲之密码算法(ZUC)是我国推出的一种流密码算法,本文主要研究如何以较低T深度实现ZUC-128算法的完整量子线路.S盒是ZUC-128算法非线性组件的重要组成部分,本文首先通过穷搜剪枝策略和塔域分解技术分别获得了S_(0)和S_(1)的经典线路实现,然后分两步设计S_(0)和S_(1)量子线路:第一步是减小经典线路的与门深度,第二步是实现量子线路的T深度等于经典线路的与门深度.本文新型的S_(0)和S_(1)的量子线路的T深度都为7.同时本文还研究了加法器和L函数的量子线路实现,以降低整体线路的T深度.最后本文探索出了ZUC-128算法整个流程的量子线路构造,当工作步骤中的L=32轮时,该量子线路需要46008个量子比特,682340个T门,2008535个CNOT门和42680个NOT门,T深度为11341,其量子比特数与T深度的乘积为5.22×10^(8).

关键词： ZUC-128 塔域分解量子线路

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一种基于门限与感染技术的SM4算法综合防护实现

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电子学报 2022年第5期50卷 1066-1074页

作者：焦志鹏姚富陈华王舰匡晓云黄开天中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 南方电网科学研究院广东广州510663

侧信道攻击和故障攻击对于密码算法的实现安全性有着巨大的威胁.针对这样的现状,本文结合门限实现和乘法感染防护思想构造了一种具有抵抗侧信道攻击和故障攻击能力的综合防护方案,以门限实现思想为基础实现了对于侧信道攻击的防护,以乘... 详细信息

侧信道攻击和故障攻击对于密码算法的实现安全性有着巨大的威胁.针对这样的现状,本文结合门限实现和乘法感染防护思想构造了一种具有抵抗侧信道攻击和故障攻击能力的综合防护方案,以门限实现思想为基础实现了对于侧信道攻击的防护,以乘法感染思想为基础实现了对于故障攻击的防护,二者相互结合使得综合防护方案同时具有抵抗侧信道攻击和故障攻击的能力.此外以门限实现改善了乘法感染防护中随机数为0的缺陷,并且结合随机置换思想进一步提高了防护方案抵抗故障攻击的能力.随后本文依据以上综合防护理论构造了一种适用于SM4算法的综合防护实现方案,并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上进行了具体的实现,最后通过理论分析和安全性评估实验验证了该综合防护方案的安全性.

关键词：侧信道攻击故障攻击门限实现感染综合防护 SM4算法

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一种基于模板的RSA-CRT模约减攻击方法

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电子学报 2024年第3期52卷 689-695页

作者：马向亮乌力吉王宏张向民黄克振刘玉岭清华大学集成电路学院北京100084 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 北京邮电大学集成电路学院北京100876 国家信息技术安全研究中心北京100084 中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院信息工程研究所北京100093 中国科学院大学网络安全学院北京101408

目前针对RSA-CRT的建模类攻击研究较少,本文以模约减操作为研究对象,提出了一种针对RSA-CRT实现的模板攻击方法.该方法的核心是解决了如何由模约减后中间值的汉明重量恢复RSA-CRT私钥的难题.该方法的特点是基于模约减后中间值的汉明重... 详细信息

目前针对RSA-CRT的建模类攻击研究较少,本文以模约减操作为研究对象,提出了一种针对RSA-CRT实现的模板攻击方法.该方法的核心是解决了如何由模约减后中间值的汉明重量恢复RSA-CRT私钥的难题.该方法的特点是基于模约减后中间值的汉明重量模型建模,通过采集选择密文模约减的能量迹进行模板匹配获取模约减后中间值的汉明重量,由汉明重量变化值恢复中间值,进一步恢复RSA-CRT算法的私钥.另外,该方法的优点在于理想情况下,基于中间值汉明重量模型建立的模板之间可以共用,且对中间值以多少位大小建模没有限制,可以选择字节大小,64位大小,甚至私钥p相同大小,实际环境中可根据泄露信息情况进行选取.最后,本文选择对中间值的最低字节进行建模,验证了该方法的可行性,并给出了防护建议.

关键词：模板攻击 RSA-CRT 选择密文模约减侧信道攻击

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基于联邦学习的医疗数据共享与隐私保护

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计算机工程与设计 2024年第9期45卷 2577-2583页

作者：刘振涛李涵吴浪秦宇北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190

针对医疗数据共享中的“数据孤岛”问题,提出一个基于联邦学习的医疗数据共享与隐私保护方案。利用差分隐私技术对各个医疗机构的本地模型参数添加噪声,解决参数泄露的问题;全局模型通过编写的智能合约聚合并上传区块链,避免过度依赖中... 详细信息

针对医疗数据共享中的“数据孤岛”问题,提出一个基于联邦学习的医疗数据共享与隐私保护方案。利用差分隐私技术对各个医疗机构的本地模型参数添加噪声,解决参数泄露的问题;全局模型通过编写的智能合约聚合并上传区块链,避免过度依赖中心聚合服务器;针对提出的隐私保护方案对差分隐私噪声的添加位置进行实验和讨论。实验结果表明,该方案可以在去中心化的同时保护数据的隐私,达到了较高的准确度,找到了合适的噪声添加位置。

关键词：联邦学习多层区块链医疗数据共享差分隐私聚合智能合约隐私保护

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uBlock类结构最优向量置换的高效搜索

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计算机研究与发展 2022年第10期59卷 2275-2285页

作者：李晓丹吴文玲张丽中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国星网网络系统研究院有限公司北京100083

整体结构是分组密码的重要特征,也是首要的研究对象,对于分组密码的轮数选取、软硬件实现性能都有非常大的影响.对于类AES算法的设计,当选用非最优分支数的矩阵作为列混淆操作时,向量置换(即字换位操作)的选择可有效提高整体结构的安全... 详细信息

整体结构是分组密码的重要特征,也是首要的研究对象,对于分组密码的轮数选取、软硬件实现性能都有非常大的影响.对于类AES算法的设计,当选用非最优分支数的矩阵作为列混淆操作时,向量置换(即字换位操作)的选择可有效提高整体结构的安全性.uBlock类结构是一种类AES结构,通过研究uBlock类结构的特点及其扩散性,给出了其全扩散轮数的下界及等价类划分准则,提出了一种uBlock类结构最优向量置换的搜索策略.依据全扩散轮数最优、超级扩散层的分支数最优及uBlock类结构扩散层的特殊性质,证明了左右向量置换都不能是恒等变换,给出了uBlock类结构的一系列最优向量置换.该搜索策略大幅度减少了需要测试的置换对,为后续uBlock类算法的设计提供技术支持.

关键词：分组密码 uBlock类结构全扩散超级S盒最优置换

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面向车联网的联邦学习模型定制框架及算法改进

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1328-1337页

作者：李翰奇王小妮吴秋新王灿吴浪杜俊龙秦宇北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院软件研究所、可信计算与信息保障实验室北京100190

针对车联网联邦学习服务难以满足用户训练个性化模型的需求,提出一种创新性的车联网联邦学习模型定制化服务框架。该框架采用了一种融合设备贡献度和数据集相似性的联邦学习聚合算法,实现了个性化联邦学习。该算法通过不同权重分配方式... 详细信息

针对车联网联邦学习服务难以满足用户训练个性化模型的需求,提出一种创新性的车联网联邦学习模型定制化服务框架。该框架采用了一种融合设备贡献度和数据集相似性的联邦学习聚合算法,实现了个性化联邦学习。该算法通过不同权重分配方式和相似性计算,使得不同用户可以根据自己的需求和数据特征,选择合适的模型训练方案。该框架还提出了一种双重抽样验证方法,解决了模型性能和可信度问题;此外,利用智能合约支持数据协作,保障了数据的安全性。实验结果表明,提出算法在大多数实验场景中表现出较高的准确率,该框架可以显著提高车联网服务的个性化水平,同时保证模型的准确性和可靠性。

关键词：车联网联邦学习模型定制智能合约聚合算法

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基于eBPF的容器运行时可信监控方案

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信息网络安全 2025年第2期 306-326页

作者：黄轲李璇周庆飞尚科彤秦宇中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国长城科技集团股份有限公司深圳518028

随着云服务技术的发展,越来越多的应用以容器形式迁移到云端,容器的安全监控成为研究热点。虽然容器具有轻量级、部署快速、移植便捷的优点,但其较弱的隔离性却带来了诸多安全问题,如容器逃逸攻击、容器镜像投毒、内核漏洞利用等。针对... 详细信息

随着云服务技术的发展,越来越多的应用以容器形式迁移到云端,容器的安全监控成为研究热点。虽然容器具有轻量级、部署快速、移植便捷的优点,但其较弱的隔离性却带来了诸多安全问题,如容器逃逸攻击、容器镜像投毒、内核漏洞利用等。针对这些威胁,文章采用eBPF系统监控技术,结合BMC信任根、镜像静态分析、通用策略引擎及运行时证明,提出了一种容器运行时安全监控方案。该方案利用eBPF实现的监控程序,能够识别并监控容器的进程、权能、文件、网络等行为事件。同时,该方案设计了细粒度的容器安全策略,并依据容器镜像静态分析所得的系统调用白名单,检测容器异常行为,多维度保障容器安全。此外,该方案还设计并实现了基于BMC信任根的运行时证明协议,利用BMC中集成的可信计算模块作为信任根,通过可信计算模块的证明确保eBPF监控事件报警日志的完整性和真实性。实验表明,监控服务器能够长期监控各类容器的运行状态,并针对安全异常事件及时采取应对措施。

关键词：容器安全 eBPF 运行时监控 BMC信任根远程证明

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