检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机应用 2018年第7期38卷 1936-1940,1973页

作者：孔亚洲张连成王振兴数学工程与先进计算国家重点实验室(信息工程大学) 郑州450002

针对IPv6恢复端到端通信,IPv6节点易被攻击者探测攻击等问题,提出一种基于滑动时间窗口的IPv6地址跳变(AHSTW)主动防御模型。首先通过共享密钥进行地址跳变间隔等会话参数的协商,之后引入收发时间窗口的概念,通信双方仅发送或接收处于... 详细信息

针对IPv6恢复端到端通信,IPv6节点易被攻击者探测攻击等问题,提出一种基于滑动时间窗口的IPv6地址跳变(AHSTW)主动防御模型。首先通过共享密钥进行地址跳变间隔等会话参数的协商,之后引入收发时间窗口的概念,通信双方仅发送或接收处于时间窗口内的数据包,通过时间窗口自适应调整(TWAA)算法,依据网络时延的变化及时调整时间窗口大小以适应网络环境的变化。理论分析证明,该模型能够有效抵抗攻击者对目标IPv6节点的数据截获分析攻击和拒绝服务攻击(DoS)。实验结果表明,在传输相同数据包大小时,AHSTW的额外CPU开销在2~5个百分点,并无显著提高,通信效率并无显著下降;在通信过程中,通信双方地址与端口呈随机、分散、无序等特点,极大增加了攻击者的开销与攻击难度,保护了IPv6网络安全。

关键词： IPv6 地址跳变主动防御自适应拒绝服务攻击

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一种面向申威26010处理器的分布式传递锁机制

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计算机科学 2022年第10期49卷 52-58页

作者：李明亮庞建民岳峰数学工程与先进计算国家重点实验室(信息工程大学) 郑州450000

在并行程序中,互斥锁通常被用来避免访问共享资源时发生冲突。申威26010处理器是“神威·太湖之光”超级计算机采用的异构众核处理器,众核之间并无硬件互斥锁机制。其开发人员基于原子操作实现了一种软件互斥锁,但是该软件锁在激烈... 详细信息

在并行程序中,互斥锁通常被用来避免访问共享资源时发生冲突。申威26010处理器是“神威·太湖之光”超级计算机采用的异构众核处理器,众核之间并无硬件互斥锁机制。其开发人员基于原子操作实现了一种软件互斥锁,但是该软件锁在激烈锁竞争情况下会产生大量的锁操作开销,影响了并行程序的性能。针对这一问题,提出了一种分布式传递锁机制HDT-LOCK。首先,提出并实现了基于众核上便签存储器和主存的混合分布锁来避免访存拥塞;其次,设计了基于寄存器通信和单指令多数据指令(Single-instruction Multiple-data Instruction)的锁传递机制,以进一步提高HDT-LOCK机制的吞吐量。实验结果表明,与原锁机制相比,所提HDT-LOCK机制避免了访存拥塞,并且可扩展性更佳。此外,锁传递机制使HDT-LOCK的吞吐量提升最高可达5.6倍。

关键词：申威26010处理器混合分布锁锁传递单指令多数据指令寄存器通信

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针对诱骗态量子密钥分发方案的PNS攻击研究

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密码学报 2018年第1期5卷 1-12页

作者：李宏欣迟洋广韩宇闫宝王伟战略支援部队信息工程大学洛阳471003 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

量子保密通信技术的飞速发展,展现了量子密码在通信领域巨大的应用潜力.量子密码利用量子的物理属性来保证通信的无条件安全,然而在实际通信系统中,光源等设备的不完美性给通信系统带来了安全隐患.针对使用非理想光源的量子密钥分发系统... 详细信息

量子保密通信技术的飞速发展,展现了量子密码在通信领域巨大的应用潜力.量子密码利用量子的物理属性来保证通信的无条件安全,然而在实际通信系统中,光源等设备的不完美性给通信系统带来了安全隐患.针对使用非理想光源的量子密钥分发系统,采用分束攻击可以获得通信密钥而不被发现.本文首先介绍分束攻击的发展现状和基本原理,然后对一种分束攻击改进方案的关键技术进行了研究.基于对该方案的分析,对传统的分束攻击进行进一步改进,提出一种新的分束攻击方案。新方案针对非相位随机化光源,根据不同光脉冲强度,设计了一种计算分数器效率的方法,该方法使得窃听者能够合理控制接收端计数率保持不变;同时,为了使得新方案更加实用化,将光脉冲强度分为不同的安全区间,针对每一个安全区间求出一个分数器效率使其保持接收端计数率波动在可接受范围内,从而提高了攻击效率和攻击能力.最后应用MATLAB拟合出分数器效率与光强之间的函数关系,并且通过数值模拟以及数次优化证明了方案的安全性和可行性.

关键词：量子密钥分发诱骗态 PNS攻击安全区间分数器效率

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一种新的面向硬件轻量级near-MDS矩阵的构造算法

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密码学报 2019年第4期6卷 433-442页

作者：张怡帆任炯炯陈少真解放军信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

与maximal distance separable (MDS)矩阵相比, near-MDS矩阵更好地权衡了安全性和效率问题,因此在资源受限的环境下, near-MDS矩阵在面向硬件的轻量级密码算法设计中应用更广.而XORs(异或操作次数)的多少,刻画了硬件实现的效率.本文提... 详细信息

与maximal distance separable (MDS)矩阵相比, near-MDS矩阵更好地权衡了安全性和效率问题,因此在资源受限的环境下, near-MDS矩阵在面向硬件的轻量级密码算法设计中应用更广.而XORs(异或操作次数)的多少,刻画了硬件实现的效率.本文提出了一种新的面向硬件轻量级near-MDS矩阵的构造算法,研究如何获得XORs尽可能少的near-MDS矩阵.本文的关键之处在于将GL (m, F2), m=4, 8 (二元域上的m×m矩阵集, m代表S盒的比特数)中的矩阵作为扩散矩阵的元素来构造near-MDS矩阵,利用该方法构造出了较以往结果更多的异或操作次数最少的4×4循环对合near-MDS矩阵.本文利用特殊矩阵的性质给出循环对合形式的扩散矩阵其元素之间满足的条件引理,将其作为算法搜索的约束条件,可较大程度减少计算复杂度.结合near-MDS矩阵本身所具有的性质条件,借助Matlab软件对满足条件的矩阵进行搜索,在Windows 10系统、i5-6200U CPU处理器、4 G内存的机器条件下仅需要大概6分钟. m=4时,找到了48个满足XOR操作数最少的循环对合near-MDS矩阵,较以往最好结果10个更多.同时可以利"子域构造"方法给出m=8时达到最小XOR操作数的循环对合near-MDS矩阵.而且降低了搜索的时间复杂度.

关键词： near-MDS矩阵循环对合矩阵 XOR数 Matlab算法搜索

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轻量S盒密码性质研究

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密码学报 2015年第6期2卷 497-504页

作者：贾平徐洪戚文峰数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 解放军信息工程大学郑州450001

S盒是对称密码算法中的重要组成部分,作为主要的非线性部件,其密码性质的好坏直接影响到整体算法的安全性.差分均匀度和线性度(非线性度)是衡量S盒密码性质的两个基本指标,它们分别刻画了S盒抵抗差分密码分析和线性密码分析的能力,并且... 详细信息

S盒是对称密码算法中的重要组成部分,作为主要的非线性部件,其密码性质的好坏直接影响到整体算法的安全性.差分均匀度和线性度(非线性度)是衡量S盒密码性质的两个基本指标,它们分别刻画了S盒抵抗差分密码分析和线性密码分析的能力,并且在仿射变换下保持不变.由于硬件成本限制,轻量密码算法通常采用4比特S盒,其差分均匀度和线性度的下界为4,达到下界的S盒称为最优S盒,Leander等将它们分成了16个仿射等价类.在此基础上,我们对现有典型轻量算法中的S盒按仿射等价关系进行了分类.为了对抗多差分分析、多线性分析及各种变形攻击方法的威胁,还希望S盒具有最大差分概率的差分对个数、具有最优线性逼近关系的掩码个数越少越好,有时甚至需要对单比特输入输出的差分特征和线性特征做更细致的分析,因此我们进一步对上述各轻量S盒达最大差分概率的差分对个数、具有最优线性逼近关系的掩码个数、单比特输入输出差分特征和单比特线性逼近关系的个数,以及单比特情况下的差分均匀度和线性度进行了详细的分析和统计,上述结论可为相关轻量密码算法的分析提供重要的理论依据.

关键词： S盒轻量密码算法仿射等价差分均匀度线性度

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对16轮PRESENT算法差分分析的改进

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密码学报 2016年第6期3卷 573-583页

作者：田亚陈少真戴艺滨数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 解放军信息工程大学郑州450001

PRESENT算法是一个SPN结构的轻量级分组密码算法,适用于计算资源有限的环境与设备.差分分析是攻击分组密码最为基本和有效的方法之一,对于迭代31轮的PRESENT算法,目前最好的差分分析结果是16轮,使用明文全空间2^(64)个选择明文.本文在... 详细信息

PRESENT算法是一个SPN结构的轻量级分组密码算法,适用于计算资源有限的环境与设备.差分分析是攻击分组密码最为基本和有效的方法之一,对于迭代31轮的PRESENT算法,目前最好的差分分析结果是16轮,使用明文全空间2^(64)个选择明文.本文在原有差分分析结果的基础上,根据线性P置换的扩散性质,得出在相邻两轮中活动S盒的数目与S盒差分值的汉明重量之间的关系.搜索差分路径时取不同位置的活动S盒,比较6轮差分路径的结果,在得到最多结果的位置上寻找14轮概率为2^(-62)的差分路径,从解密方向找到119个,从加密方向找到28个.在成功率为99%的情况下,将16轮多差分输入值-单差分输出值分析结果的数据量由原来的2^(64)个选择明文降低到2^(59.16)个,时间复杂度由原来的2^(64)次内存访问降低到2^(59.16)次,存储复杂度由原来的2^(32)个6比特计数器降低到2^(32)个3比特计数器.同时给出单差分输入值-多差分输出值的差分分析结果,数据量为2^(61.16)个选择密文,时间复杂度为2^(61.16)次内存访问,存储复杂度为2^(32)个4比特计数器.

关键词：分组密码 PRESENT算法差分分析多差分输入值-单差分输出值

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一种具有访问控制的云平台下外包数据流动态可验证方法

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计算机学报 2017年第2期40卷 337-350页

作者：孙奕陈性元杜学绘徐建北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 解放军信息工程大学郑州450004 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450004

针对云平台下外包数据流不可信、验证范围不可控等问题,该文提出一种具有访问控制的外包数据流动态可验证方法.该方法的核心思想是利用任意的Hash函数、双陷门Hash函数和CP-ABE(Cipertext Policy-Attribute Based Encryption)算法构成... 详细信息

针对云平台下外包数据流不可信、验证范围不可控等问题,该文提出一种具有访问控制的外包数据流动态可验证方法.该方法的核心思想是利用任意的Hash函数、双陷门Hash函数和CP-ABE(Cipertext Policy-Attribute Based Encryption)算法构成一种具有访问控制的动态可认证数据结构(AC-MTAT).该可认证结构可以实现对外包数据流的实时增加、更新和细粒度动态验证.此外,该可认证数据结构不仅能够验证外包数据流的完整性,还能够验证数据流序列的正确性.由于在传统默克尔Hash树(MHT)中引入双陷门Hash函数,AC-MTAT的构建过程可以分为两个阶段:离线阶段和在线阶段.这样构建AC-MTAT所需的主要代价可以放在离线阶段完成,大大提高了AC-MTAT在线实时构建效率.该文首先给出AC-MTAT方案的形式化定义和具体构建算法;然后,对ACMTAT方案的安全性进行证明,证明其满足正确性、可验证安全性和访问安全性;最后,分析了方案的实现效率,并通过实现一个AC-MTAT原型来评估算法的耗费时间,实验结果显示作者的方案对于外包数据流的验证是高效的和可行的,而且与现有方案相比,该方案在实时增长、高效更新、可控验证以及对数据流的适应性等方面更有优势.

关键词：可认证数据结构安全外包数据流访问控制完整性密文策略基于属性加密算法云计算

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一种拟态存储元数据随机性问题解决方法

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计算机工程 2022年第2期48卷 140-146,155页

作者：杨珂张帆郭威赵博穆清战略支援部队信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

拟态存储作为网络空间拟态防御技术在分布式存储领域的工程实现,能够有效提高存储系统的安全性。由于元数据节点中存在随机性的算法和逻辑,使得执行体状态可能不一致,从而导致整个拟态存储系统无法正常运转。为解决该问题,提出一种元数... 详细信息

拟态存储作为网络空间拟态防御技术在分布式存储领域的工程实现,能够有效提高存储系统的安全性。由于元数据节点中存在随机性的算法和逻辑,使得执行体状态可能不一致,从而导致整个拟态存储系统无法正常运转。为解决该问题,提出一种元数据再同步方法。在系统中引入状态监视模块和映射同步机制,状态监视模块及时检测执行体状态不一致的情况并进行反馈,映射同步机制建立客户端指令和裁决器输出结果之间的映射关系,使得同步过程在不影响拟态存储系统正常工作的同时符合分布式存储系统最终的一致性要求。在拟态存储工程样机上进行功能和性能测试,结果表明,该方法能够以较小的性能开销来有效解决元数据执行体状态不一致的问题,提升拟态存储系统的稳定性,重复执行再同步机制可使同步成功率达到100%。

关键词：网络空间拟态防御分布式存储异构冗余元数据节点状态同步

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自动并行化中不规则循环的通信代码生成

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计算机应用 2014年第4期34卷 1014-1018页

作者：傅立国姚远丁锐信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

不规则计算在大规模并行应用中广泛存在。在面向分布存储结构的自动并行化过程中,较难在编译时为不规则循环生成并行代码。并行代码中的通信代码对程序运行结果的正确性以及加速效果有着严重的影响。通过分析程序的数组重分布图,使用部... 详细信息

不规则计算在大规模并行应用中广泛存在。在面向分布存储结构的自动并行化过程中,较难在编译时为不规则循环生成并行代码。并行代码中的通信代码对程序运行结果的正确性以及加速效果有着严重的影响。通过分析程序的数组重分布图,使用部分冗余的通信方式来维持不规则数组访问的生产者-消费者关系,可以在编译时为一类常见的不规则循环自动生成有效的通信代码。该方法使用计算分解和数组引用的访问表达式求解不规则数组在各处理器的本地定义集作为通信的数据集,分析针对此类不规则循环划分的通信策略,继而生成相应的通信代码。实验测试的结果取得了预期的加速效果,验证了方法的有效性。

关键词：自动并行化不规则循环不规则数组计算分解部分冗余

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基于非平衡哈希树的平台完整性远程验证机制

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计算机应用 2014年第2期34卷 433-437页

作者：翁晓康张平王炜朱毅信息工程大学郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001

为提高计算平台完整性度量的远程验证效率,提出一种基于非平衡哈希树的平台远程验证机制。平台可信实体的散列值以非平衡哈希树叶子节点的结构存储,远程验证时,查找度量实体对应的叶子节点,记录该叶子节点到根节点的验证路径,然后传递... 详细信息

为提高计算平台完整性度量的远程验证效率,提出一种基于非平衡哈希树的平台远程验证机制。平台可信实体的散列值以非平衡哈希树叶子节点的结构存储,远程验证时,查找度量实体对应的叶子节点,记录该叶子节点到根节点的验证路径,然后传递根节点和验证路径给验证方,最后根据验证路径重新计算根节点来验证度量值的有效性。实验结果表明,该机制能够有效降低散列值存储的空间和时间开销,完整性度量验证的时间复杂度为O(lb N)。

关键词：可信计算完整性度量远程验证非平衡哈希树

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