检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2025年第2期36卷 776-804页

作者：董怡帆方博越梁志闯赵运磊复旦大学计算机科学技术学院上海200433 密码科学技术全国重点实验室北京100878

随着量子计算的快速发展,特别是Shor量子算法及其变体的优化进步,当前基于大整数分解和离散对数问题的经典公钥密码体制将面临颠覆性的影响.为了应对量子攻击,学界开始对后量子密码学的研究,其中基于格的后量子密码方案因其在安全、效... 详细信息

随着量子计算的快速发展,特别是Shor量子算法及其变体的优化进步,当前基于大整数分解和离散对数问题的经典公钥密码体制将面临颠覆性的影响.为了应对量子攻击,学界开始对后量子密码学的研究,其中基于格的后量子密码方案因其在安全、效率、带宽等方面的均衡表现和良好的可扩展性而成为后量子密码的主流技术路线.目前,基于格的后量子密码方案大多使用分圆环,尤其是二次幂分圆环作为底层代数结构.但分圆环中具有丰富的子域、自同构、环同态等代数结构,容易遭受针对性攻击.基于具有“高安全性、素数阶、大Galois群和惰性模数”特点的素阶数域,设计出后量子数字签名方案Dilithium-Prime,并给出推荐参数集.然而,素阶数域的一个显著缺点是无法直接使用快速数论变换(NTT)算法进行高效的多项式乘法,导致素阶数域上的密码方案性能较差.为此,设计素阶数域上的NTT算法和小多项式乘法,实现素阶数域上高效的多项式乘法.最后,为方案的关键算法设计常数时间无分支实现方法,给出方案的C语言实现,并与其他方案进行对比.实验结果表明,在同一安全等级下,与分圆环上的数字签名方案CRYSTALS-Dilithium推荐参数相比,Dilithium-Prime方案的公钥尺寸、私钥尺寸、签名尺寸分别降低1.8%、10.2%、1.8%,签名算法效率提高11.9%,密钥生成算法、验证算法所需时间分别为CRYSTALS-Dilithium方案的2.0倍和2.5倍,但不同于CRYSTALS-Dilithium,Dilithium-Prime方案具有抵抗针对分圆环的密码攻击的优越特性;与2023年韩国后量子密码算法竞赛中提出的基于素阶数域的签名方案NCC-Sign推荐参数相比,在相同的安全等级和带宽条件下,Dilithium-Prime方案的密钥生成算法、签名算法、验证算法的速度分别提升至4.2倍、35.3倍、7.2倍,实现兼顾高效性和安全性的素阶数域签名算法.

关键词：后量子密码格密码素阶数域数字签名方案快速数论变换小多项式乘法

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素阶数域上的高效紧凑NTRU密钥封装方案

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软件学报 2025年第2期36卷 747-775页

作者：梁志闯赵旭阳方博越赵运磊复旦大学计算机科学技术学院上海200433 密码科学技术国家重点实验室北京100036

基于格(特别是NTRU格)设计后量子密钥封装方案是格密码领域的主流方向之一.现有多数格密码方案基于分圆环构造,但分圆环饱含丰富的代数结构导致这些方案容易遭受相关攻击.一个可选的且更安全的代数结构是大Galois群、素数阶、基于素理... 详细信息

基于格(特别是NTRU格)设计后量子密钥封装方案是格密码领域的主流方向之一.现有多数格密码方案基于分圆环构造,但分圆环饱含丰富的代数结构导致这些方案容易遭受相关攻击.一个可选的且更安全的代数结构是大Galois群、素数阶、基于素理想的数域(简称为素阶数域).NTRU-Prime是一个基于素阶数域的备受青睐的NTRU密钥封装方案,且早已经在国际标准OpenSSH中默认应用.旨在设计出比NTRU-Prime性能更优的素阶数域上NTRU密钥封装方案.首先,梳理分圆环的安全隐患,特别是针对2次幂分圆环的系列攻击,同时展示出素阶数域在抵御这些攻击方面的安全优势.接着,基于素阶数域提出NTRU密钥封装方案CNTR-Prime,并给出详细的相关分析和参数集.然后,提出一种伪梅森数不完整NTT,它能有效计算CNTR-Prime中关于素阶数域的多项式乘法.此外,还提出一种改进的伪梅森数约减算法,并将它应用在伪梅森数不完整NTT中.它在软件实现方面比Barrett约减快2.6%,在硬件实现方面比Montgomery约减和Barrett约减快2–6倍.最后,提供CNTR-Prime的C语言实现,并与其他同类方案进行全面对比.结果表明,与SNTRU-Prime相比,CNTR-Prime在安全强度、带宽和实现效率上有优势,其中CNTR-Prime-761的经典和量子安全强度都比SNTRU-Prime-761的高19 bit,密文尺寸降低8.3%,密钥生成算法、密钥封装算法和解封装算法分别快25.3倍、10.8倍和2.0倍.实际上,CNTR-Prime-653的经典和量子安全强度已可与SNTRU-Prime-761相媲美,且CNTR-Prime-653的带宽降低13.8%,密钥生成算法、密钥封装算法和解封装算法分别快33.9倍、12.6倍和2.3倍.所提工作可为后续同类型的格密码方案的设计、分析和优化实现提供重要参考.

关键词：格密码后量子密码数论研究单元(NTRU) 素阶数域密钥封装方案数论变换模约减软件实现

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FDH、PFDH及GPV-IBE的紧致后量子证明

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密码学报(中英文) 2025年第1期12卷 148-162页

作者：刘羽江浩东赵运磊复旦大学计算机科学技术学院上海200433 河南省网络密码技术重点实验室郑州450001 密码科学技术全国重点实验室北京100878

在CRYPTO 2012中,Zhandry开发了通用的半恒定预言机技术,并在量子随机预言机模型下证明了基于身份的加密方案GPV-IBE和全域哈希(FDH)签名方案的安全性.然而,Zhandry提供的归约证明其损失是二次的.本文给出量子RO模型下关于FDH、概率FDH... 详细信息

在CRYPTO 2012中,Zhandry开发了通用的半恒定预言机技术,并在量子随机预言机模型下证明了基于身份的加密方案GPV-IBE和全域哈希(FDH)签名方案的安全性.然而,Zhandry提供的归约证明其损失是二次的.本文给出量子RO模型下关于FDH、概率FDH和GPV-IBE的更紧致的线性损失的安全性证明.本文证明基于Don等开发的测量后重编程技术,还为量子RO模型下的确定性哈希-签名范式提供了安全证明,条件是其中原像采样函数不可逆.该结果可以直接应用于Falcon及其变体的确定性版本.

关键词：量子随机预言机全域哈希基于身份的加密方案

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基于异质信息网络的时空预测算法

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计算机应用与软件 2025年第1期42卷 217-223,240页

作者：雷涛王强杨辰金诚熊贇复旦大学计算机科学技术学院上海200433 上海市数据科学重点实验室上海200433 上海市气象灾害防御技术中心上海201615

时空数据挖掘是数据挖掘领域的一个重要分支,在现实世界中有着大量的应用。与时间序列预测相比,时空预测算法需要同时考虑序列数据的时序关系和空间关系,具有一定的复杂性。为了探索时空数据的本质,有效地捕获复杂的时空关系,提出一种... 详细信息

时空数据挖掘是数据挖掘领域的一个重要分支,在现实世界中有着大量的应用。与时间序列预测相比,时空预测算法需要同时考虑序列数据的时序关系和空间关系,具有一定的复杂性。为了探索时空数据的本质,有效地捕获复杂的时空关系,提出一种基于异质信息网络的时空预测算法,显式地将时空数据建模为一个异质信息网络,采用时空信息传播路径来表示丰富的时空交互。相较于已有的时空模型利用不同的神经网络来捕获时间和空间的依赖关系,利用元路径将时空关系统一起来,为时空数据挖掘提供一种新的思路。在两个真实世界的公开数据集上进行大量实验,验证了该模型的有效性。

关键词：时空数据挖掘异质信息网络时空图信息路径时间序列

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基于NTRU的格基密钥封装机制高效优化实现

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计算机研究与发展 2025年

作者：郑婕妤宋振宇朱浩亮赵运磊林璟锵范晶复旦大学计算机科学技术学院密码科学技术全国重点实验室中国科学技术大学网络空间安全学院中国电子第六研究所

NTRU格是构建实用后量子格基密钥封装机制的重要选择.格密码的软件优化工程实现对于后量子密码后续的应用部署具有重要意义.CTRU是中国学者提出的基于NTRU格的格密码密钥封装机制.目前CTRU方案只有CTRU-768完成了C和AVX2实现，且实现有... 详细信息

NTRU格是构建实用后量子格基密钥封装机制的重要选择.格密码的软件优化工程实现对于后量子密码后续的应用部署具有重要意义.CTRU是中国学者提出的基于NTRU格的格密码密钥封装机制.目前CTRU方案只有CTRU-768完成了C和AVX2实现，且实现有进一步的优化空间，并且CTRU-768的实现无法直接扩展到CTRU-512和CTRU-1024方案实现上.完成了CTRU512和CTRU1 024及其变体CNTR-512和CNTR-1024首个的优化参考C实现和对应AVX2并行优化实现，并对已有的CTRU-768方案的参考实现和AVX2实现进行优化.采用混合基数论变换(NTT)加速多项式环乘法，并使用Karatsuba算法加速分解后的小度数多项式环乘法.此外，结合中心Barrett约减，提出在逆向NTT中进行基于索引的延迟约减.对于CTRU-1024下较为耗时的多项式求逆，引入了Bernstein快速求逆算法.进一步地，提供了更加高效的AVX2优化实现方案，利用Intel提出的单指令多数据(SIMD)指令集AVX2，加速了CTRU中的性能瓶颈.采用层融合和系数置乱减少实现过程中的存取指令.此外，对Bernstein快速多项式求逆算法进行了向量化优化实现. 对耗时SHA-3哈希模块进行AVX2汇编实现.相较于最新的CTRU-768 AVX2实现，AVX2优化实现提升了8%～11%.对于CTRU方案，与参考实现相比，AVX2优化实现在3个方案上的性能提升均非常显著.对于CTRU方案，与参考实现相比，提出的AVX2优化实现在CTRU-512，CTRU-768，CTRU-1024这3个方案上的性能提升均十分显著，密钥生成、密钥封装、密钥解封装的提升幅度分别为56%～91%，74%～90%，70%～83%.

关键词：后量子密码 NTRU格密钥封装机制 AVX2并行优化软件实现

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人工智能在高校信息化中的应用研究综述

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计算机工程 2025年第4期51卷 1-14页

作者：齐凤林沈佳杰王茂异张凯王新复旦大学信息化办公室上海200433 复旦大学办公室上海200433 复旦大学计算机科学技术学院上海200438 复旦大学上海市智能信息处理重点实验室上海200438

人工智能(AI)的快速发展已为众多领域赋能,对社会带来了深远的影响,其出色的处理效果、广泛的适用性以及强大的扩展能力,为高校信息化服务提供了坚实的技术基础。从AI和高校信息化的发展史出发,探讨了两者的发展历程及其关联,在国内外... 详细信息

人工智能(AI)的快速发展已为众多领域赋能,对社会带来了深远的影响,其出色的处理效果、广泛的适用性以及强大的扩展能力,为高校信息化服务提供了坚实的技术基础。从AI和高校信息化的发展史出发,探讨了两者的发展历程及其关联,在国内外高校信息化建设中,尽管各自对AI的关注点有所不同,但均展现了其在提升教育质量、优化管理流程等方面的巨大潜力。从聚焦高校信息化建设者的角度,在教师教学、学生学习、学校管理、教学评估、智能考试等五大核心领域,详尽归纳并分析了AI赋能高校信息化中的典型应用案例,展现了其如何有效提升教育质量与管理效率,同时指出了AI在高校信息化应用过程中可能面临的数据隐私保护、算法偏见、技术依赖风险等问题,列举了常见的应对策略,如加强数据安全防护、优化算法透明度与公平性、培养师生信息素养等。基于这些分析,进一步展望了AI在高校信息化中的未来优化方向,强调技术创新与伦理规范并重,倡导建立跨学科合作机制,共同推动AI技术在高校信息化领域的健康、可持续发展。

关键词：人工智能高校信息化个性化学习精细化管理校园安全

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同源密码学中的光滑离散对数计算

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密码学报(中英文) 2025年第2期12卷 322-336页

作者：林楷展王林王维则赵昌安中山大学数学学院广州510275 保密通信全国重点实验室成都610041 复旦大学计算机科学技术学院上海200433 广东省信息安全技术重点实验室广州510006

同源密码学作为后量子密码学研究方向之一,因其公钥长度极短的特点而受到广泛关注.多数基于同源的密码方案涉及椭圆曲线群上的离散对数计算,通常利用双线性对将其转化为有限域上的离散对数计算以加速实现,但目前方案存储需求较大.本文... 详细信息

同源密码学作为后量子密码学研究方向之一,因其公钥长度极短的特点而受到广泛关注.多数基于同源的密码方案涉及椭圆曲线群上的离散对数计算,通常利用双线性对将其转化为有限域上的离散对数计算以加速实现,但目前方案存储需求较大.本文提出计算同源密码学中离散对数的新算法.新算法利用群的特殊结构规避了大量的预计算内容,并用Lucas序列简化了光滑离散对数计算.在SQIsignHD的参数设置下,所提算法计算消耗为之前算法的1.5倍左右,但存储需求仅为4.47%-12.89%.

关键词：后量子密码学同源密码学光滑离散对数计算 Pohlig-Hellman算法

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基于逐帧和逐段时空交互记忆网络的高效视频目标分割

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中国科学:信息科学 2025年第1期55卷 80-93页

作者：党吉圣郑慧诚王笔美李俊成丁恒辉赖剑煌中山大学计算机学院广州510006 School of Computing National University of SingaporeSingapore 119391Singapore 机器智能与先进计算教育部重点实验室广州510006 广东省信息安全技术重点实验室广州510006 暨南大学信息科学技术学院广州510632 复旦大学大数据研究院上海200433

视频目标分割旨在自动分割视频中感兴趣的目标,在视频编辑、机器人导航以及自动驾驶等领域均有着广泛的应用前景.现有的视频目标分割方法大多依赖于独立帧表观记忆,这在处理严重遮挡或表观相似的复杂视频场景时常显不足.为应对这些挑战... 详细信息

视频目标分割旨在自动分割视频中感兴趣的目标,在视频编辑、机器人导航以及自动驾驶等领域均有着广泛的应用前景.现有的视频目标分割方法大多依赖于独立帧表观记忆,这在处理严重遮挡或表观相似的复杂视频场景时常显不足.为应对这些挑战,本文提出了一种基于逐帧和逐段时空交互记忆网络(frame-wise and segment-wise spatio-temporal interaction memory,FSSTIM)的视频目标分割方法.FSSTIM引入逐帧和逐段时空交互记忆构建模块,通过构建时空上下文图网络提取逐段时空记忆特征图,并与逐帧记忆特征图进行交互增强,显著提高了网络处理相似表观和目标遮挡的能力.此外,引入动态采样记忆读取器实现了高效的多粒度历史信息读取,加快了推理速度并提高了分割精度.在DAVIS,YouTube-VOS和MOSE主流视频目标分割数据集上的实验表明,本文方法在保持实时处理速度的同时取得了先进的分割性能,且具有较强的泛化能力.

关键词：视频目标分割逐帧和逐段时空交互记忆网络时空上下文关联网络动态采样记忆读取

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2019-2024年上海市市级医院儿内科重点病种收治现况和直接疾病经济负担的横断面调查

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中国循证儿科杂志 2025年第2期20卷 95-101页

作者：刘枭雄柳龚堡桂永浩侯冷晨余松轩叶颖子王淼王颖雯鲁冰冯瑞张崇凡王艺张晓波国家儿童医学中心复旦大学附属儿科医院上海201102 上海市申康医院发展中心上海200041 上海市儿童医院上海200062 复旦大学计算机科学技术学院上海200438 国家卫生健康委员会新生儿疾病重点实验室(复旦大学) 上海201102

背景当前缺乏儿科常见重点疾病收治现况和直接疾病经济负担的描述性数据,影响相关干预措施和政策制定的针对性和有效性。目的了解上海市22家市级医院儿内科11个重点病种住院患儿的收治现状和直接疾病经济负担。设计横断面调查。方法通... 详细信息

背景当前缺乏儿科常见重点疾病收治现况和直接疾病经济负担的描述性数据,影响相关干预措施和政策制定的针对性和有效性。目的了解上海市22家市级医院儿内科11个重点病种住院患儿的收治现状和直接疾病经济负担。设计横断面调查。方法通过上海市市级医院医疗质量评价与促进平台,回顾性收集2019年3月1日至2024年6月30日上海市22家儿内科联盟成员单位11个重点病种的住院患儿病案首页数据,采用描述性方法分析所监测重点病种的收治现状,包括体量性指标(收治例数)、技术规范性指标(输血率和抗菌药物使用率)、重返性指标(31 d内非计划重返住院率)、安全性指标(病死率和自动出院率)、效率性指标(平均住院日)以及直接疾病经济负担指标(均次药品费用、均次耗材费用、均次总费用和医疗服务费占比)。主要结局指标儿内科重点病种的收治现状指标。结果上海市市级医院儿内科的11个重点病种中,收治体量最大的是儿童社区获得性肺炎,其次是早产儿,且经年趋势均无显著变化;病死率和自动出院率均维持在低位,儿童社区获得性肺炎的直接疾病经济负担经年下降趋势显著。结论监测疾病中感染性疾病收治体量最大,整体治疗效果佳。应增加对儿童慢性病的监测力度,并进一步提高市级医院的信息化水平。

关键词：市级医院儿科疾病收治经济负担

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基于区块链的可问责可验证外包分层属性加密方案

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计算机工程 2025年第3期51卷 24-33页

作者：蒋淇淇张亮彭凌祺阚海斌复旦大学计算机科学技术学院上海市智能信息处理重点实验室上海200433 上海市区块链工程技术研究中心复旦-众安区块链与信息安全联合实验室上海200433 海南大学网络空间安全学院(密码学院) 海南海口570228 上海华虹计通智能系统股份有限公司上海201206 复旦大学义乌研究院浙江义乌322000

大数据时代的到来与信息种类的丰富对数据的受控共享提出了更加细粒度的要求,基于属性的分布式加密(DABE)可以支持多个参与方之间的数据细粒度访问控制。时兴的物联网数据共享场景对于数据的跨域访问、透明可信度与可控性都有着更高需求... 详细信息

大数据时代的到来与信息种类的丰富对数据的受控共享提出了更加细粒度的要求,基于属性的分布式加密(DABE)可以支持多个参与方之间的数据细粒度访问控制。时兴的物联网数据共享场景对于数据的跨域访问、透明可信度与可控性都有着更高需求,传统的基于属性的加密(ABE)方案的计算开销对于资源有限的小型设备造成了一定的负担。为了解决上述问题,提出一种基于区块链的可问责可验证外包分层属性加密方案。该方案支持数据跨域流通,通过区块链技术保障数据流通的透明度与可信性,引入可验证凭证(VC)概念解决用户身份认证问题,借助外包思想将复杂的加解密过程造成的负担分散给外包计算节点,最终利用分层思想实现更加细粒度的数据访问控制。安全性分析表明,该方案可以抵抗选择明文攻击。通过使用Docker模拟算力有限的小型设备进行实验,结果表明该方案相较现有方案具有更低的计算开销,在属性个数为30时各个算法的计算开销不超过2.5 s,平均开销为1 s,适用于资源受限的应用场景。

关键词：基于属性的加密区块链跨域访问外包解密可验证凭证

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