检索结果-内蒙古大学图书馆

密码学报 2023年第3期10卷 634-649页

作者：梁轩宇陈胤岑杨倩倩宋凌暨南大学网络空间安全学院广州510632 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093

MIBS算法是Izadi等人于2009年提出的一种轻量级分组密码,包含MIBS-64和MIBS-80两个版本.2019年,Chen等人对MIBS-64开展了基于13轮Rectangle区分器的15轮密钥恢复攻击,时间、数据和存储复杂度为(T,D,M)=(2^(59),2^(45),2^(45)).本文进一步研究MIBS-64算法抵抗Rectangle与Boomerang攻击的能力.利用差分在轮函数线性层确定性传播的特点,改进了Chen等人的15轮Rectangle密钥恢复攻击,将时间复杂度从2^(59)降低至2^(47).引入Song等人提出的针对Boomerang攻击的新型密钥恢复算法,对MIBS-64开展了15、16轮的Boomerang密钥恢复攻击,所需的复杂度(T,D,M)为(238,2^(37),2^(36))和(2^(60),2^(60),2^(30)).给出了MIBS-64在Boomerang和Rectangle攻击下最新的安全性分析结果,首次成功开展16轮的密钥恢复攻击.

关键词： MIBS Boomerang攻击 Rectangle攻击密钥恢复算法

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支持高效数据所有权共享的动态云存储审计方案

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软件学报 2024年

作者：殷新春王经纬宁建廷扬州大学信息工程学院扬州大学广陵学院广东省信息安全技术重点实验室福建师范大学计算机与网络空间安全学院信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所)

云存储审计技术的出现为存储在云中的数据提供了可靠的安全保障,数据拥有者可以轻易地验证存储在云中数据的完整性.然而,云服务器中可能存储着海量的数据,目前的云存储审计方案在进行数据完整性验证以及数据所有权变更时均需花费大量的... 详细信息

云存储审计技术的出现为存储在云中的数据提供了可靠的安全保障,数据拥有者可以轻易地验证存储在云中数据的完整性.然而,云服务器中可能存储着海量的数据,目前的云存储审计方案在进行数据完整性验证以及数据所有权变更时均需花费大量的计算开销.为了缓解该问题并提高云存储审计方案的实用性,提出一种支持高效数据所有权共享的动态云存储审计方案.在计算开销方面,构造一种高效的验证结构可以聚合数据验证信息,免去大量计算开销较高的双线性配对运算.基于变色龙哈希函数易于制造新碰撞的特性设计高效的数据所有权共享机制,共享数据所有权只需更新对应用户的密钥即可,无需修改云服务器中存储的密文.此外,方案还提供了数据细粒度共享、密态数据验证以及数据动态修改功能.安全性分析和性能分析表明,方案可以在保证数据安全的同时不对方案的运行效率产生影响,具有较高的实用性.

关键词：云存储审计云计算数据所有权共享批量验证数据共享

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面向可变用户群体的可搜索属性基加密方案

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软件学报 2023年第4期34卷 1907-1925页

作者：王经纬宁建廷许胜民殷新春陈海霞扬州大学信息工程学院江苏扬州225127 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350007 信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所) 北京100093 扬州大学广陵学院江苏扬州225000

为解决属性基加密方案中用户撤销繁琐、密文更新计算开销大的问题,提出一种面向可变用户群体的可搜索属性基加密方案.利用二叉树管理撤销列表,当需要撤销用户时,可信中心只要将其加入撤销列表,并通知云服务器更新部分密文,提高了用户撤... 详细信息

为解决属性基加密方案中用户撤销繁琐、密文更新计算开销大的问题,提出一种面向可变用户群体的可搜索属性基加密方案.利用二叉树管理撤销列表,当需要撤销用户时,可信中心只要将其加入撤销列表,并通知云服务器更新部分密文,提高了用户撤销的效率.考虑到利用二叉树实现用户撤销会导致系统中用户数量存在上限,当某个二叉树叶结点所代表的用户被撤销后,只要更新二叉树中设置的随机值,其他用户就可以重复使用该结点.基于配对计算为用户提供密文搜索功能,并保证被撤销的用户无法搜索密文.安全性分析表明,该方案在随机谕言模型下满足选择明文不可区分安全性.性能分析和实验数据表明,该方案相比于同类方案,计算开销更小.

关键词：用户撤销访问控制属性基加密秘密共享二叉树

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对轻量级分组密码PICO算法的差分攻击

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密码学报 2023年第4期10卷 685-701页

作者：王彩冰张志宇胡磊中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

PICO算法是一个SP结构的迭代型轻量级密码算法,目前对该算法的差分分析和相关密钥分析研究尚未完善.本文借助自动化搜索技术,设计了一套基于SAT方法搜索SP结构算法差分路径和差分闭包的自动化工具,构建了搜索约减轮PICO算法差分路径以... 详细信息

PICO算法是一个SP结构的迭代型轻量级密码算法,目前对该算法的差分分析和相关密钥分析研究尚未完善.本文借助自动化搜索技术,设计了一套基于SAT方法搜索SP结构算法差分路径和差分闭包的自动化工具,构建了搜索约减轮PICO算法差分路径以及差分闭包的SAT模型,评估了PICO算法抵抗差分攻击的能力,提供了比之前分析结果更准确的安全评估.给出了1–22轮PICO算法的最优差分路径及其概率;搜索到概率为2−60.75的21轮差分闭包和概率为2−62.39的22轮差分闭包;实现了26轮PICO算法的密钥恢复攻击,攻击的时间复杂度为2101.106,数据复杂度为263,存储复杂度为263.研究了PICO算法抵抗相关密钥攻击的能力,发现PICO算法的密钥编排算法存在缺陷,构建了任意轮概率为1的相关密钥区分器,给出了全轮PICO算法的密钥恢复攻击.所提模型适用于其他轻量级密码算法,尤其是拥有更长的分组或者轮数更多的分组密码算法.

关键词： PICO算法 SP结构差分攻击布尔可满足性问题密钥恢复攻击相关密钥攻击

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多色彩通道特征融合的GAN合成图像检测方法

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电子学报 2024年第3期52卷 924-936页

作者：乔通陈彧星谢世闯姚恒罗向阳杭州电子科技大学网络空间安全学院浙江杭州310016 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 河南省网络空间态势感知重点实验室河南郑州450001 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

当前,生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)合成的逼真图像难以识别,严重危害国家网络安全及社会稳定.与此同时,多数基于深度神经网络模型设计的检测器需要大规模训练样本,且存在模型可解释度不高、泛化性能差等问题.为... 详细信息

当前,生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)合成的逼真图像难以识别,严重危害国家网络安全及社会稳定.与此同时,多数基于深度神经网络模型设计的检测器需要大规模训练样本,且存在模型可解释度不高、泛化性能差等问题.为了克服上述亟待解决的关键性难题,本文提出一种多色彩通道特征融合的GAN合成图像检测方法.首先,探索分析真实自然图像和GAN合成图像在不同色彩空间相邻像素之间的差异,并设计差异度量算法,完成色彩通道选择.其次,利用图像像素间的高度相关性,在八个方向上通过二阶马尔可夫链对相邻像素之间的差分数组进行建模,提取差分像素邻接矩阵特征.最后,利用上述特征,设计一种简单且高效的集成分类器完成GAN合成图像的检测任务.在基于StyleGAN模型合成的伪造人脸数据集中,所提出方法的检测准确率高达100.00%;在小样本训练约束条件下,正负样本对数仅仅为2时,检测准确率高达99.65%;在单类样本训练约束条件下,正样本数仅仅为50时,检测准确率高达92.84%.在基于更先进的StyleGAN2和PGGAN模型合成的伪造场景数据集中,所提出方法的检测准确率达到99.96%以上.以上大量实验表明,本文所提出的方法明显优于比较的GAN合成图像检测方法.本文方法已经开源:https://***/cyxcyx559/ccss.

关键词：图像取证色彩通道特征融合生成对抗网络马尔可夫链集成分类器

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NIST抗量子密码标准候选算法中基于格的公钥加密与密钥封装机制介绍

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密码学报 2023年第1期10卷 20-45页

作者：向斌武张江邓燚密码科学技术全国重点实验室北京100878 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

基于格的后量子密码方案在安全性、密钥尺寸和运算速度等方面相较于其他方案都有一定优势,被认为是最有潜力的后量子密码方案.本文综述了美国国家标准技术研究所发起的后量子密码竞赛中所有基于格的公钥加密方案与密钥封装机制,从方法... 详细信息

基于格的后量子密码方案在安全性、密钥尺寸和运算速度等方面相较于其他方案都有一定优势,被认为是最有潜力的后量子密码方案.本文综述了美国国家标准技术研究所发起的后量子密码竞赛中所有基于格的公钥加密方案与密钥封装机制,从方法论以及困难性假设的角度进行分类,详细介绍了各自的设计思路与细节.针对重点算法KYBER、SABER、FrodoKEM、LAC、NewHope以及基于NTRU的算法,从底层设计、参数选择、性能对比等方面进行全面比较.总结了竞赛最新进展并分析了目前设计方案需要注意的问题,介绍了未来后量子密码方案设计潜在的发展方向.

关键词：格公钥加密密钥封装机制

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联邦学习中隐私攻击与防御综述

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信息安全学报 2025年第2期10卷 219-230页

作者：王恺楠张玉会侯锐中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京101408

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习框架。在保护用户隐私的同时实现数据共享与模型训练,已逐渐成为人工智能领域的重要研究方向。该方法通过多个数据提供方共同训练机器学习模型,能够在不泄露原始数据的前提下完成模型更新和优化。... 详细信息

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习框架。在保护用户隐私的同时实现数据共享与模型训练,已逐渐成为人工智能领域的重要研究方向。该方法通过多个数据提供方共同训练机器学习模型,能够在不泄露原始数据的前提下完成模型更新和优化。近年来,联邦学习因其在医疗、金融等领域的广泛应用而备受关注。然而,随着技术的不断发展,学术界也提出了多种针对联邦学习框架的攻击手段。本文对联邦学习领域中常见的攻击方法进行了系统性分析与分类。通过对现有攻击方法的不同属性进行深入研究,本文提出了基于攻击特性的分类策略,并基于这一分类策略对已有攻击方法进行了全面的总结、归纳和介绍。例如,根据攻击方法的目标性质,本文将其划分为模型污染,数据污染攻击、成员推理,重建推理攻击等类别。此外,为了解决这些漏洞,学术界在联邦学习框架内提出了多种防御策略。针对现有的多种攻击模型,本文还总结了一系列防御策略。这些防御策略主要基于防御原理,包括鲁棒聚合、模型对抗,差分隐私方法以及同态加密、多方计算等技术。通过系统地总结和分析现有的防御模型,本文不仅为理解现有防护机制提供了清晰的框架,也为未来研究方向提供了新的思路。例如,如何在有限资源条件下实现不同粒度的防御策略,如何在压缩通信量的同时保持模型训练效果的提升,以及将非监督学习应用到联邦学习等问题均成为未来值得深入探索的研究方向。

关键词：联邦学习隐私攻击机器学习

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SM2签名算法两方门限盲协同计算方案研究

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密码学报（中英文） 2024年第4期11卷 945-962页

作者：张可臻林璟锵王伟刘勇李光正刘振亚中国科学技术大学网络空间安全学院合肥230027 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100085 奇安信科技集团股份有限公司北京100044

签名私钥的安全性是数字签名算法的基本要求,签名算法的门限计算方案可有效提高签名私钥的安全性.随着用户隐私日益受到重视,门限计算方案提出了更高要求.近年来有多个SM2签名算法的两方门限盲协同计算方案被提出,在盲协同计算方案中,... 详细信息

签名私钥的安全性是数字签名算法的基本要求,签名算法的门限计算方案可有效提高签名私钥的安全性.随着用户隐私日益受到重视,门限计算方案提出了更高要求.近年来有多个SM2签名算法的两方门限盲协同计算方案被提出,在盲协同计算方案中,签名计算需要服务器和客户端协同进行,但是在签名过程中服务器不会获知最终的签名结果,所以当签名结果被公开后,服务器也无法关联签名结果与签名过程,也就无法知道用户执行签名计算的准确时间.现有的多个盲协同计算方案的流程相似,主要区别在于使用了不同的盲化方式和签名随机数.本文对现有的非盲化和盲化的SM2两方门限计算方案进行了全面的分析,总结了在SM2门限计算方案基础上实现盲协同的多种方式,提出了构建SM2签名算法两方门限盲协同计算方案的一般流程,利用该流程可将现有的非盲化方案转化成为相应的盲协同计算方案.

关键词： SM2签名算法两方门限计算方案盲协同签名

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分组密码算法在x64平台上的软件实现速度测试方法研究

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信息安全学报 2024年第3期9卷 59-79页

作者：季福磊张文涛毛颖颖赵雪锋中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049 国家密码管理局商用密码检测中心北京100036

密码算法的软件实现速度是衡量其实现性能的重要指标之一。在密码算法的设计和评估工作中,测试密码算法的软件实现速度是一项必不可少的工作。在国内外已有的工作中,关于如何在x64平台上进行密码算法的软件实现速度测试没有形成统一的... 详细信息

密码算法的软件实现速度是衡量其实现性能的重要指标之一。在密码算法的设计和评估工作中,测试密码算法的软件实现速度是一项必不可少的工作。在国内外已有的工作中,关于如何在x64平台上进行密码算法的软件实现速度测试没有形成统一的测试标准。本文以分组密码算法的速度测试为例,研究如何在x64平台上测试密码算法的软件实现速度。首先,我们通过实验分析在x64平台上对密码算法进行软件实现速度测试的过程中容易出现的问题。第二步,我们对目前已有的四种速度测试方法:Matsui速度测试方法,Fog速度测试方法,SUPERCOP速度测试方法和Gladman速度测试方法进行研究,对四种速度测试方法的异同进行比较,分析四种方法中存在的问题。第三步,我们采用理论分析与实验探究相结合的研究方法,研究如何降低速度测试过程中产生的波动性数据对实验结果的影响。我们对速度测试公式选择、样本量选择等问题进行了细致的研究。最终我们给出在x64平台上测试分组密码算法软件实现速度的最小值和平均值的有效方法。应用该方法得到的测试结果是稳定的(测试得到的速度随机性小,结果既不会偏大也不会偏小)、可靠(测试过程取样充分,测试得到的速度是可信的)、高效的(在保证测试结果可靠和稳定的前提下,取样量较小,测试过程耗时较少)。利用本文给出的速度测试方法,我们对AES算法和SM4算法在x64平台上的软件实现速度进行了实际测试。

关键词：密码算法 x64平台软件实现速度测试方法

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两类动态密码结构抵抗不可能差分和零相关线性能力评估

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电子学报 2024年第3期52卷 709-718页

作者：沈璇刘国强孙兵何俊国防科技大学信息通信学院湖北武汉430010 国防科技大学理学院湖南长沙410073 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 商用密码理论与技术创新湖南省工程研究中心湖南长沙410000

动态密码的设计与分析是当前密码学领域研究的热点.本文针对类CLEFIA动态密码结构和四分组CLEFIA变换簇抵抗不可能差分和零相关线性分析的能力进行评估.当两类动态密码结构的轮函数为双射时,通过研究密码组件的可交换性质,证明了这两类... 详细信息

动态密码的设计与分析是当前密码学领域研究的热点.本文针对类CLEFIA动态密码结构和四分组CLEFIA变换簇抵抗不可能差分和零相关线性分析的能力进行评估.当两类动态密码结构的轮函数为双射时,通过研究密码组件的可交换性质,证明了这两类动态密码结构各自置换等价于标准静态密码结构.利用建立的置换等价关系,通过构造静态密码结构不可能差分和零相关线性区分器,证明了4n轮类CLEFIA动态密码结构所有结构均存在8轮的不可能差分和零相关线性区分器,证明了4n轮四分组CLEFIA变换簇所有结构均存在9轮的不可能差分和零相关线性区分器.

关键词：分组密码动态密码类CLEFIA动态密码结构四分组CLEFIA变换簇不可能差分零相关线性

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