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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考虑空化作用的超低温流体迷宫密封特性

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航空学报 2025年第1期46卷 329-348页

作者：韩灵生程奕舜段鑫博曾令旗刘海波刘阔王永青高性能精密制造全国重点实验室大连 116024 高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京 100084 高性能精密制造全国重点实验室大连 116024 高性能精密制造全国重点实验室大连 116024 智能制造龙城实验室常州 213164

超低温流体迷宫密封过程中,密封间隙节流压降引发的流体空化现象致使超低温流体动密封性能变化规律和物理机理十分复杂,但目前尚缺乏可预测动密封参数的数学模型,为此开展超低温流体迷宫密封理论与实验研究具有重要意义.为揭示空化作用... 详细信息

超低温流体迷宫密封过程中,密封间隙节流压降引发的流体空化现象致使超低温流体动密封性能变化规律和物理机理十分复杂,但目前尚缺乏可预测动密封参数的数学模型,为此开展超低温流体迷宫密封理论与实验研究具有重要意义.为揭示空化作用下的迷宫密封机理,以直通型迷宫结构为研究对象,构建考虑相间热质传递的两相流控制方程,建立迷宫齿隙微小空间内两相流流场变量稳态解析模型,提出超低温流体空化起始位置判别依据,形成空化前后多相态流体齿隙压力与泄漏率解析计算方法,实现超低温流体迷宫密封齿隙流场演变规律的定量描述.结果表明,该解析模型依赖于各级齿隙中两相流含气率,稳态时超低温流体被空化起始齿隙分割成液相流与两相流两部分,其中两相流压力变化趋势与流体饱和压力曲线一致,压降很小;与仿真和实验数据相比,中低转速和压力条件下解析模型预测精度高于85%,空化现象可降低超低温流体质量泄漏率,文中工况下最大降幅达到19.43%.本文研究工作改善了超低温环形动密封缺乏预测模型的现状,可为超低温流体迷宫密封机理揭示、结构设计与性能研究提供理论依据.

关键词：超低温流体迷宫密封解析模型空化两相流泄漏预测

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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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非理想环境下参考系无关量子密钥分配协议

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第4期55卷 208-216页

作者：宋婷婷赵许帆暨南大学网络空间安全学院广州510632 密码科学技术全国重点实验室北京100878

量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)利用量子力学原理可实现密钥传递的无条件安全性.参考系无关(Reference-Frame-Independent,RFI)QKD由于无需对参考系进行校准,所以近年来受到广泛关注.但是RFI-QKD协议的实现环境较复杂,现... 详细信息

量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)利用量子力学原理可实现密钥传递的无条件安全性.参考系无关(Reference-Frame-Independent,RFI)QKD由于无需对参考系进行校准,所以近年来受到广泛关注.但是RFI-QKD协议的实现环境较复杂,现有协议缺乏非理想环境下的安全性分析.针对非理想光源和非理想探测器的复杂环境,本文设计了一个非理想环境下的RFI-QKD协议,并分析了协议的安全性.通过仿真模拟,直观地展示了在不同程度的光源和探测器非理想性下RFI-QKD协议的安全成码距离和成码率.仿真结果对非理想环境下RFI-QKD协议的实际应用具有指导意义.

关键词：量子密钥分配参考系无关非理想光源探测器漏洞

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全轮超轻量级分组密码PFP的相关密钥差分分析

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电子与信息学报 2025年第3期47卷 729-738页

作者：严智广韦永壮叶涛桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室桂林541000 密码科学技术国家重点实验室北京100878

2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联... 详细信息

2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联网环境中使用。在PFP算法的设计文档中,作者声称该算法具有足够的能力抵御差分攻击、线性攻击及不可能差分攻击等多种密码攻击方法。然而该算法是否存在未知的安全漏洞是目前研究的难点。该文基于可满足性模理论(SMT),结合PFP算法轮函数特点,构建两种区分器自动化搜索模型。实验测试结果表明:该算法在32轮加密中存在概率为2^(–62)的相关密钥差分特征。由此,该文提出一种针对全轮PFP算法的相关密钥恢复攻击,即只需2^(63)个选择明文和2^(48)次全轮加密便可破译出80 bit的主密钥。这说明该算法无法抵抗相关密钥差分攻击。

关键词：轻量级分组密码算法差分密码分析密钥恢复攻击可满足性模理论

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钴化学机械抛光中抛光液及清洗剂的研究进展

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材料导报 2025年第6期39卷 222-231页

作者：张力飞路新春张佳磊赵德文清华大学机械系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

在当今集成电路技术飞速发展的时代背景下,随着工艺节点不断缩小至纳米级,互连结构及其工艺技术的挑战愈发严峻。钴(Co)作为一种新兴的金属材料,凭借其出色的热稳定性、优异的空隙填充能力和对铜(Cu)布线的强附着力,正逐步成为Cu互连阻... 详细信息

在当今集成电路技术飞速发展的时代背景下,随着工艺节点不断缩小至纳米级,互连结构及其工艺技术的挑战愈发严峻。钴(Co)作为一种新兴的金属材料,凭借其出色的热稳定性、优异的空隙填充能力和对铜(Cu)布线的强附着力,正逐步成为Cu互连阻挡层及潜在互连布线的热门选择。然而,随之而来的是对材料表面平整度与清洁度的极高要求,这直接促使了化学机械抛光(Chemomechanical polishing,CMP)工艺及其后清洗技术的发展与创新。本综述旨在回顾Co作为Cu互连阻挡层和新型互连布线在集成电路中的应用现状,深入分析CMP工艺中抛光液的不同组分对Co去除速率、电偶腐蚀和去除速率选择比等方面的影响。同时,探讨了在CMP清洗过程中清洗剂的关键作用,通过精确设计的化学配方,有效剥离纳米颗粒、有机残留等污染物,确保Co表面达到高度清洁与平整度标准。此外,还敏锐地指出了当前研究中的局限,并对Co的CMP及后清洗技术在追求更环保、更高效方向进行了前瞻性展望。

关键词：化学机械抛光钴阻挡层互连层抛光液清洗剂

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半导体光催化过氧化氢合成研究进展

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科学通报 2025年第7期70卷 816-834页

作者：董晓宇王辉张晓东谢毅中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室

近年来,半导体光催化过氧化氢（H2O2）合成因其相较于传统化学合成方法在能耗和环保方面具有显著优势而受到了广泛关注,在污染物处理、化学品合成、生物医疗等领域展现出良好的应用前景.然而,由于半导体光催化H2O2合成涉及复杂的反应机... 详细信息

近年来,半导体光催化过氧化氢（H2O2）合成因其相较于传统化学合成方法在能耗和环保方面具有显著优势而受到了广泛关注,在污染物处理、化学品合成、生物医疗等领域展现出良好的应用前景.然而,由于半导体光催化H2O2合成涉及复杂的反应机制以及产物相对较高的化学活性,其在催化体系的设计、性能评估及优化方面呈现出一定的特殊性,这也成为了当前研究的重点与难点.本文聚焦半导体光催化H2O2合成,对近期该领域的研究进展进行了综述.在简要介绍H2O2产生机制基础上,从催化体系筛选、催化反应器设计、性能评估、优化策略开发、应用场景拓展等方面对相关研究进行总结、归纳;讨论了半导体光催化H2O2合成研究面临的挑战,展望了该领域未来的研究方向及可能的突破点.

关键词：半导体光催化过氧化氢载流子

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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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概率集合覆盖问题的有效预处理方法

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运筹学学报(中英文) 2025年

作者：梁洁于程洋吕维北京理工大学数学与统计学院密码科学技术全国重点实验室

本文考虑了一类带概率约束的集合覆盖问题(probability set covering problem,PSCP),其覆盖矩阵的每一行是随机的,且满足有限离散分布。PSCP试图寻找矩阵列的一个子集,使得总的花费最小,并且保证每一行的覆盖概率满足一定的阈值。该随... 详细信息

本文考虑了一类带概率约束的集合覆盖问题(probability set covering problem,PSCP),其覆盖矩阵的每一行是随机的,且满足有限离散分布。PSCP试图寻找矩阵列的一个子集,使得总的花费最小,并且保证每一行的覆盖概率满足一定的阈值。该随机优化问题可以等价地转化为一个确定性混合整数规划(mixed integer programming,MIP)问题。然而,由于该问题是NP-难的,直接调用MIP求解器求解具有很大挑战性,特别是对于大规模的情况。在本文中,针对PSCP,我们提出了对偶聚合、对偶平行聚合、对偶非零元消去以及基于概率约束简化模型的四种预处理方法来减小问题的规模,从而加速问题的求解。数值结果表明,应用这四种预处理方法,能够显著提高问题求解的效率。

关键词：概率集合覆盖随机优化混合整数规划预处理方法

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集成电路钴互连异质结构晶圆化学机械抛光

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第2期65卷 269-279页

作者：张力飞王同庆赵德文路新春清华大学机械工程系高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

化学机械抛光(CMP)技术利用纳米颗粒机械磨削作用与抛光液化学作用的有效结合,为互连结构不间断的层层堆叠提供可能性。随着集成电路制造技术发展到7 nm及以下节点,金属钴因其较低的平均电子自由程和出色的沉积性能,已在后段制程(back-e... 详细信息

化学机械抛光(CMP)技术利用纳米颗粒机械磨削作用与抛光液化学作用的有效结合,为互连结构不间断的层层堆叠提供可能性。随着集成电路制造技术发展到7 nm及以下节点,金属钴因其较低的平均电子自由程和出色的沉积性能,已在后段制程(back-end-of-line, BEOL)中成为代替铜最有潜力的新型互连材料。在钴互连异质结构晶圆CMP过程中,实现互连层钴与阻挡层钛的去除选择性及晶圆全局平坦化是首要解决的关键问题。该文探讨了互连结构中钴和钛在CMP过程中的去除机制,并通过电化学测试、静态腐蚀及纳米划痕等多种实验手段,分析了含不同数量氨基和羧基决定性官能团的络合剂对钴和钛去除选择性的影响。结果表明,钴的去除主要依赖于化学腐蚀和腐蚀促进机械磨损作用,而钛的去除则主要依赖机械磨损作用。含氨基基团的络合剂可显著提高钴的去除速率,而钛的去除速率则可通过增加磨料质量分数得到增强。基于大量实验,构建了决定性官能团数据库,提出了钴和钛异质结构去除选择性的调控策略,并通过图形晶圆验证了有效性,确定了两道抛光的最佳工艺参数。该成果为抛光工艺优化提供了理论支撑,对先进集成电路中的多层互连结构平坦化具有重要指导意义。

关键词：化学机械抛光钴互连异质结构决定性官能团抛光工艺

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