检索结果-内蒙古大学图书馆

密码学报 2021年第6期8卷 1095-1108页

作者：黄诚轩唐明李景海武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 密码科学技术国家重点实验室北京100878

神经网络模型逆向攻击的目的是恢复部署在推理终端的网络结构与权重,它不仅是重要的知识产权,模型中的参数信息还会带来如对抗样本攻击的安全威胁.在保密模型结构设置中,标准的保护措施,如阻止二进制回读、阻止JTAG访问、代码混淆等手... 详细信息

神经网络模型逆向攻击的目的是恢复部署在推理终端的网络结构与权重,它不仅是重要的知识产权,模型中的参数信息还会带来如对抗样本攻击的安全威胁.在保密模型结构设置中,标准的保护措施,如阻止二进制回读、阻止JTAG访问、代码混淆等手段能够防止模型信息泄露,导致不能有效逆向神经网络模型.通过研究发现,在迁移学习的背景下,应用开发中部署的网络多是由已存在的知名网络再训练而生成,因此不同的时间消耗序列能够作为特征,用来确定神经网络模型的具体结构.已有基于侧信道分析的逆向方法都是面向特定神经网络结构,本文提出的逆向方法可以面向所有神经网络模型.通过分析卷积神经网络中卷积层、池化层以及全连接层中的时间消耗,提出一种基于时间的模型逆向攻击.该方法需要向目标神经网络结构提供随机输入,测得运行时各层时间消耗,将模型逆向问题转化为模型分类问题.本文对Vgg系列、ResNet系列等神经网络结构进行实测实验,使用不同数量的时间特征进行训练与预测,所选取的指标包括精确率、召回率、F1值等,随着选取的时间特征层数越多,分类器预测的效果越好.实验结果表明当使用100层运算层的时间特征时上述指标均可达到98.9%,本文方法能够有效区分出选取的11种神经网络结构.

关键词： AI安全神经网络模型逆向时间侧信道攻击神经网络结构

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区块链网络安全保障:攻击与防御

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通信学报 2021年第1期42卷 151-162页

作者：江沛佩王骞陈艳姣李琦沈超空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072 武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072 武汉大学计算机学院湖北武汉430072 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 西安交通大学网络空间安全学院陕西西安710049

随着区块链技术的迅猛发展,区块链系统的安全问题正逐渐暴露出来,给区块链生态系统带来巨大风险。通过回顾区块链安全方面的相关工作,对区块链潜在的安全问题进行了系统的研究。将区块链框架分为数据层、网络层、共识层和应用层4层,分... 详细信息

随着区块链技术的迅猛发展,区块链系统的安全问题正逐渐暴露出来,给区块链生态系统带来巨大风险。通过回顾区块链安全方面的相关工作,对区块链潜在的安全问题进行了系统的研究。将区块链框架分为数据层、网络层、共识层和应用层4层,分析其中的安全漏洞及攻击原理,并讨论了增强区块链安全的防御方案。最后,在现有研究的基础上展望了区块链安全领域的未来研究方向和发展趋势。

关键词：区块链安全智能合约隐私保护

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一种基于商密SM9的高效标识广播加密方案

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计算机学报 2021年第5期44卷 897-907页

作者：赖建昌黄欣沂何德彪福建师范大学数学与信息学院福建省网络安全与密码技术重点实验室福建省应用数学中心福州350007 武汉大学网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

广播加密允许发送者为一组指定的用户同时加密数据,并通过公开信道传输密文.只有加密时指定的授权用户才能正确解密,非授权用户即使合谋也无法获得明文数据.得益于这些优点,广播加密被广泛用在云计算、物联网等应用中,实现多用户数据共... 详细信息

广播加密允许发送者为一组指定的用户同时加密数据,并通过公开信道传输密文.只有加密时指定的授权用户才能正确解密,非授权用户即使合谋也无法获得明文数据.得益于这些优点,广播加密被广泛用在云计算、物联网等应用中,实现多用户数据共享和秘密分享.SM9标识加密算法是我国自主设计的商用密码,用于数据加密,保护数据隐私,但只适用于单用户的情形.本文结合我国商密SM9标识加密算法和广播加密,利用双线性对技术设计了第一个基于SM9的标识广播加密方案.方案的构造思想借鉴Delerablée标识广播加密方案(Asiacrypt 2007).所提方案中密文和用户私钥的长度是固定的,与接收者数量无关.密文由三个元素构成,用户私钥只包含一个群元素.与SM9标识加密算法相比,密文长度只增加了一个群元素.本文给出了标识广播加密的形式化定义和安全模型,并在随机谕言模型中证明了方案能够抵抗静态选择明文攻击.方案的安全性分析基于q-type的GDDHE困难问题假设.理论分析和实验仿真显示,方案的计算开销和通信开销与目前国际主流的标识广播加密方案相当.

关键词：广播加密固定密文长度 SM9 标识密码选择明文安全

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针对深度学习模型的对抗性攻击与防御

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计算机研究与发展 2021年第5期58卷 909-926页

作者：李明慧江沛佩王骞沈超李琦空天信息安全与可信计算教育部重点实验室(武汉大学) 武汉430072 武汉大学国家网络安全学院武汉430072 智能网络与网络安全教育部重点实验室(西安交通大学) 西安710049 西安交通大学电子与信息学部西安710049 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084

以深度学习为主要代表的人工智能技术正在悄然改变人们的生产生活方式,但深度学习模型的部署也带来了一定的安全隐患.研究针对深度学习模型的攻防分析基础理论与关键技术,对深刻理解模型内在脆弱性、全面保障智能系统安全性、广泛部署... 详细信息

以深度学习为主要代表的人工智能技术正在悄然改变人们的生产生活方式,但深度学习模型的部署也带来了一定的安全隐患.研究针对深度学习模型的攻防分析基础理论与关键技术,对深刻理解模型内在脆弱性、全面保障智能系统安全性、广泛部署人工智能应用具有重要意义.拟从对抗的角度出发,探讨针对深度学习模型的攻击与防御技术进展和未来挑战.首先介绍了深度学习生命周期不同阶段所面临的安全威胁.然后从对抗性攻击生成机理分析、对抗性攻击生成、对抗攻击的防御策略设计、对抗性攻击与防御框架构建4个方面对现有工作进行系统的总结和归纳.还讨论了现有研究的局限性并提出了针对深度学习模型攻防的基本框架.最后讨论了针对深度学习模型的对抗性攻击与防御未来的研究方向和面临的技术挑战.

关键词：人工智能安全深度学习对抗性攻击防御策略隐私保护

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基于对比学习的社交媒体地理位置预测方法

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电信科学 2023年第8期39卷 58-68页

作者：徐永昌黄士多艾浩军空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072 武汉市互联网舆情研究中心湖北武汉430014

以往基于社交媒体文本的定位方法主要集中在将文本语义空间映射到地理位置空间,忽略了文本之间的语义相关性和地理位置之间的距离相关性。提出了一种新的无监督多层次对比学习框架,并设计了3个对比学习模块:语义学习模块、位置学习模块... 详细信息

以往基于社交媒体文本的定位方法主要集中在将文本语义空间映射到地理位置空间,忽略了文本之间的语义相关性和地理位置之间的距离相关性。提出了一种新的无监督多层次对比学习框架,并设计了3个对比学习模块:语义学习模块、位置学习模块和跨层次学习模块。首先利用Transformer编码器获取文本的语义表示,以无监督的对比学习方式,聚拢位置相近文本之间的语义表示和地理表示,随后进行有监督训练,输出地理位置分类或回归结果。在4个数据集上与5个基线模型的对比实验结果表明,该框架有效地提升了社交媒体地理定位的准确性。

关键词：社交媒体地理定位对比学习信息挖掘 Transformer

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基于网络动态全流量分析的未知威胁发现

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工业信息安全 2022年第6期 38-45页

作者：余荣威王永赵波赵健武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072

目前,全球网络安全已步入未知威胁时代,大型网络动态流量安全分析仪器是国家网络安全的基石,具有不可替代的重要性。如何快速分析、发现网络流量中对我国家安全有害的恶意网络行为,特别是未知攻击,是当下我国家网络安全亟待解决的重大... 详细信息

目前,全球网络安全已步入未知威胁时代,大型网络动态流量安全分析仪器是国家网络安全的基石,具有不可替代的重要性。如何快速分析、发现网络流量中对我国家安全有害的恶意网络行为,特别是未知攻击,是当下我国家网络安全亟待解决的重大战略需求。传统网络流量安全分析需要攻方武器完整的先验知识,然而对于未知威胁,防守方几乎不可能做到此事。于是,传统方法就此陷入一个难以逾越的技术瓶颈,需要另辟蹊径。本文通过内生安全理念,模拟免疫系统未知病毒识别机理,形成先验知识不完备条件下未知威胁的快速发现、快速追踪、以及快速表征等三大创新能力,藉此突破传统方法在未知威胁分析方面的技术瓶颈,分析具备未知威胁发现能力的网络动态流量安全分析平台的发展趋势,将从理论和实战两方面促进我国网络安全科技进步,意义重大而深远。

关键词：网络内生安全未知威胁发现动态流量分析模拟免疫系统

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云环境下去中心化跨域身份认证方案

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武汉大学学报（理学版） 2021年第3期67卷 205-212页

作者：詹泽怡陈晶何琨何振兴杜瑞颖空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072 湖北省人民检察院湖北武汉430072

为解决传统公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)体系下跨域认证困难的问题,提出一种云环境下去中心化跨域身份认证方案。该方案基于星际文件系统和区块链技术,构造了一种去中心化的跨域身份认证模型。一方面通过设计高效的存... 详细信息

为解决传统公钥基础设施(public key infrastructure,PKI)体系下跨域认证困难的问题,提出一种云环境下去中心化跨域身份认证方案。该方案基于星际文件系统和区块链技术,构造了一种去中心化的跨域身份认证模型。一方面通过设计高效的存储模式和存储控制分离方式,实现海量身份数据下的快速响应;另一方面通过设计跨域认证与隐私保护机制,优化跨域身份认证流程并限制跨域共享数据的类型,实现对跨域认证用户的隐私保护。通过分析潜在的攻击手段,说明了本文方案的安全性;通过实现原型系统,并与其他方案进行对比,验证了本文方案在跨域存储、校验、认证等方面的优越性能。

关键词：跨域身份认证公钥基础设施区块链

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基于矩阵填充问题的高效零知识身份认证方案

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武汉大学学报（理学版） 2021年第2期67卷 111-117页

作者：王后珍郭岩张焕国空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072 密码科学技术国家重点实验室北京100878

针对目前大多数身份认证密码协议容易遭受量子计算机攻击且实现效率较低的问题,基于矩阵填充问题设计了一种新型零知识身份认证协议。与现有类似方案相比,本文的方案具有密钥尺寸小、易于实现等特点。矩阵填充问题属于NPC(non-determini... 详细信息

针对目前大多数身份认证密码协议容易遭受量子计算机攻击且实现效率较低的问题,基于矩阵填充问题设计了一种新型零知识身份认证协议。与现有类似方案相比,本文的方案具有密钥尺寸小、易于实现等特点。矩阵填充问题属于NPC(non-deterministic polynomial complete)问题,本文提出的协议具有抗量子计算攻击潜力。利用本文方案并采用Fiat-Shamir标准转换方法,可得到一种安全高效的抗量子计算数字签名算法。

关键词：身份认证协议矩阵填充问题零知识证明 NPC问题

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基于侧信道与量化推理缺陷的模型逆向攻击

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网络与信息安全学报 2021年第4期7卷 53-67页

作者：李景海唐明黄诚轩武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072 密码科学技术国家重点实验室北京100878

模型逆向攻击旨在恢复部署在推理终端的神经网络模型的结构和权重值,是AI安全中的基础问题,为对抗样本等高阶攻击提供数据支撑。提出了一种名为Cluster-based SCA的新型模型权重逆向方法,该方法不要求攻击者构造泄露模型。Cluster-based... 详细信息

模型逆向攻击旨在恢复部署在推理终端的神经网络模型的结构和权重值,是AI安全中的基础问题,为对抗样本等高阶攻击提供数据支撑。提出了一种名为Cluster-based SCA的新型模型权重逆向方法,该方法不要求攻击者构造泄露模型。Cluster-based SCA方法以量化推理中存在的安全隐患为出发点,深入分析了量化推理过程,发现在量化推理中存在的输出序列分类不等价现象可以判断猜测权重的正确与否。Cluster-based SCA将采集到的模型运行时产生的侧信道信息按照假设权重产生的中间值进行分类,以分类后的平均离散系数σ为评判标准,取σ最小时的权重为逆向权重。在仿真实验上验证了Cluster-based SCA方法的有效性,实验使用汉明重模型来模拟AI芯片的泄露模型,对于目标CNN,Cluster-based SCA方法以52.66%的TOP2恢复率恢复了其第一层卷积层所有卷积核权重,对于取值位于显著区的权重,TOP2的恢复率均达到了100%。

关键词： AI安全模型逆向攻击量化推理缺陷侧信道分析 Cluster-based SCA

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基于区块链的零知识位置证明方法研究

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电子与信息学报 2020年第9期42卷 2142-2149页

作者：余荣威周博孝王丽娜朱欣焰谢辉华谢红军武汉大学空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 武汉大学国家网络安全学院武汉430072 测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430072 矩阵元技术(深圳)有限公司深圳518000

地理位置虚拟软件泛滥、民用卫星定位信号易模拟或篡改,致使地理位置可信认证难以实现。针对已有位置证明方案采用中心化架构存在单点失效和易引起集中攻击等安全风险,该文引入去中心化范式思路,利用区块链具有的去中心化、不可篡改、... 详细信息

地理位置虚拟软件泛滥、民用卫星定位信号易模拟或篡改,致使地理位置可信认证难以实现。针对已有位置证明方案采用中心化架构存在单点失效和易引起集中攻击等安全风险,该文引入去中心化范式思路,利用区块链具有的去中心化、不可篡改、可追溯等特点,并结合零知识证明协议,提出了基于区块链的零知识位置证明方法,实现了以去中心化、保护隐私、高度准确、审查抵制的地理位置认证服务,从而确保用户所提供位置的准确性。该方法不仅能消除中心化位置证明的弊端,确保位置数据的机密性,而且被证明位置数据一旦上链后不可篡改,实现了不可抵赖性。测试分析结果表明:完整的证明流程(包含证明生成验证和上链全过程)实际测试每次平均用时约5 s,其中证明生成和验证的总耗时是50.5~55.5 ms。因此,算法具有较好的性能开销,可满足实际应用需求。

关键词：位置证明区块链零知识证明智能合约

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