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信息网络安全公安部重点实验室2022年度开放课题指南

信息网络安全 2022年第9期22卷 6页

一、实验室简介信息网络安全公安部重点实验室是以信息网络安全技术为主要研究领域,以电子数据取证、网络犯罪侦查、信息系统安全管理为三个主要研究方向,以应用综合研究为特色,以信息网络安全科学的重大理论问题、科技前沿问题和公安...

一、实验室简介信息网络安全公安部重点实验室是以信息网络安全技术为主要研究领域,以电子数据取证、网络犯罪侦查、信息系统安全管理为三个主要研究方向,以应用综合研究为特色,以信息网络安全科学的重大理论问题、科技前沿问题和公安部重大需求为主要研究内容,以获取原始创新成果和自主知识产权为主要研究目标,实行“开放、联合、流动、竞争”的运行机制,为科学研究提供良好的科研环境和实验条件。

关键词：

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积分故障分析下的Midori128密码算法安全性评估

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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 229-238页

作者：魏悦川贺水喻潘峰王湘儒武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

为了研究Midori128密码算法针对积分故障攻击的安全性,建立积分区分器平衡位置、故障密文与轮密钥的关系,通过密钥搜索,可以恢复出算法的最后一轮密钥,进而利用密钥扩展算法恢复出主密钥。理论分析表明,利用3轮和4轮积分区分器进行积分... 详细信息

为了研究Midori128密码算法针对积分故障攻击的安全性,建立积分区分器平衡位置、故障密文与轮密钥的关系,通过密钥搜索,可以恢复出算法的最后一轮密钥,进而利用密钥扩展算法恢复出主密钥。理论分析表明,利用3轮和4轮积分区分器进行积分故障攻击时,恢复出正确密钥的时间复杂度分别为2^(21)和2^(24)。采用准确性、成功率和耗费时间对倒数第4轮注入故障的攻击过程进行仿真,成功恢复出该算法的主密钥,并且针对不同明文分组和密钥进行对比实验。通过两组故障安全性分析方案可知,Midori128算法的轮函数易受到积分故障攻击,在算法运行时至少需要对倒数6轮进行故障检测等额外防护。

关键词：轻量级分组密码 Midori128算法积分区分器积分故障分析

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基于深度学习的侧信道分析综述

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计算机学报 2025年第3期48卷 694-720页

作者：肖冲唐明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

侧信道分析(SCA)已成为威胁现代密码系统安全的重大隐患,驱使相关防护对策与泄漏检测技术不断完善。受益于神经网络的快速普及与发展,基于深度学习的侧信道分析(DL-SCA)进入快速发展的阶段。深度学习技术的引入在放大侧信道攻击的潜在... 详细信息

侧信道分析(SCA)已成为威胁现代密码系统安全的重大隐患,驱使相关防护对策与泄漏检测技术不断完善。受益于神经网络的快速普及与发展,基于深度学习的侧信道分析(DL-SCA)进入快速发展的阶段。深度学习技术的引入在放大侧信道攻击的潜在威胁的同时也降低了其攻击门槛,进而推动侧信道防护与检测技术的革新。本文将从攻击、防护和检测三方面入手,详细介绍基于深度学习技术的侧信道领域创新,总结当前研究趋势,并展望未来的发展潜力。依据逐年的统计数据,本文总结了当前的热点研究方向、分析未来发展趋势并为薄弱研究方向提供可行的技术路线。

关键词：侧信道分析深度学习建模侧信道分析非建模侧信道分析侧信道防护泄漏检测

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一种支持内嵌数据处理的合约漏洞修复方案

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西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 178-186页

作者：彭泳翔刘志全王立波吴永东马建峰陈宁暨南大学信息科学技术学院广东广州510632 广东省网络与信息安全漏洞研究重点实验室广东广州510643 西安电子科技大学网络与信息安全学院陕西西安710071

智能合约是一段部署在区块链上的程序,为分布式交易提供了可能。然而,由于智能合约携带的金融属性及部署后不可改变的特性,使其成为黑客攻击的目标。因此,为保证合约的安全性,需对漏洞合约进行修复。然而,现有合约漏洞修复方案存在修复... 详细信息

智能合约是一段部署在区块链上的程序,为分布式交易提供了可能。然而,由于智能合约携带的金融属性及部署后不可改变的特性,使其成为黑客攻击的目标。因此,为保证合约的安全性,需对漏洞合约进行修复。然而,现有合约漏洞修复方案存在修复成功率低、无法处理复杂合约等问题,为此提出一种支持内嵌数据处理的合约漏洞修复方案。该方案首先研究并形式化以太坊虚拟机动态装载机制,并基于内存拷贝指令构建内嵌数据定位算法,解析并反编译智能合约字节码结构;接着基于蹦床机制对智能合约字节码进行重写,并修正因重写而产生的内嵌数据地址偏移;最终实现智能合约的漏洞修复。基于所提方案实现原型工具SCRepair,部署于本地测试网络Ganache以对其进行性能测试,并与现有漏洞修复工具EVMPatch和Smartshield进行比较。实验结果表明,相比于EVMPatch,SCRepair的合约字节码重写成功率提升了约26.9%,并有着更好的执行重写稳定性,受编译器版本的较影响小;相比于Smartshield,SCRepair能够更好地处理复杂合约。

关键词：区块链智能合约字节码重写反编译蹦床

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基于停留区域识别的子轨迹异常检测方法

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地球信息科学学报 2023年第4期25卷 684-697页

作者：陈传明龚杉杨峰肖振兴俞庆英安徽师范大学计算机与信息学院芜湖241002 网络与信息安全安徽省重点实验室芜湖241002

对轨迹数据进行分析和处理能够揭示移动对象的运动规律并挖掘出与其相关的隐含信息,移动对象的不规律或异常运动产生了异常轨迹数据,异常数据的出现往往意味着有特殊情况发生,隐含着更有意义的信息,快速、准确地检测异常轨迹能够服务于... 详细信息

对轨迹数据进行分析和处理能够揭示移动对象的运动规律并挖掘出与其相关的隐含信息,移动对象的不规律或异常运动产生了异常轨迹数据,异常数据的出现往往意味着有特殊情况发生,隐含着更有意义的信息,快速、准确地检测异常轨迹能够服务于交通分析及事故检测等具体应用领域。针对传统轨迹异常检测方法没有充分考虑轨迹局部异常的问题,该文提出一种基于停留区域识别的子轨迹异常检测方法:①设计了一种基于密度的停留点检测算法检测轨迹集的停留点,通过寻找核心点以建立初始簇,使用核心点邻域内的点扩展当前簇,并根据簇内的时间间隔是否满足时间条件,从而检测出停留点;②根据停留点集合识别停留区域,将任意2个停留区域作为一对起点和终点区域后对轨迹进行分段;③根据分段后子轨迹的起点区域和终点区域对子轨迹集进行分组;④针对每个分组内的子轨迹,设计子轨迹异常检测算法检测异常空间子轨迹和异常时空子轨迹。在真实轨迹数据集上与传统异常检测方法进行对比,实验结果表明本文所提方法能有效地检测出异常子轨迹,并且运行时间明显低于TRAOD方法,检测准确率比TRAOD方法最高提升了23.9%;F_(1)分数值相较于ATDC和iBAT方法有明显提升,最高提升率分别为7.8%和16.1%。本研究描述的轨迹异常检测方法可以为交通运输和管理部门提供有效的决策信息,为车辆轨迹数据挖掘提供新的解决方案。

关键词：轨迹数据数据挖掘异常检测轨迹分段轨迹分组停留点检测停留区域局部异常

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基于篇章级语义图的对话一致性检测

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数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 18-28页

作者：李霏邓凯方范茂慧滕冲姬东鸿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

【目的】通过融合包含共指链以及抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,提高对话一致性检测的准确性。【方法】首先,利用预训练语言模型BERT编码对话上下文和知识库;其次,构建包含共指链和抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义... 详细信息

【目的】通过融合包含共指链以及抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,提高对话一致性检测的准确性。【方法】首先,利用预训练语言模型BERT编码对话上下文和知识库;其次,构建包含共指链和抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,利用多关系图卷积神经网络捕获语义图中的语义信息;最后,构建多个分类器预测多种对话不一致现象。【结果】基于CI-ToD基准数据集,与现有对话不一致检测模型进行实验对比,本文模型在F1值或准确率指标上较之前的最优模型取得0.01以上的提升。【局限】所提模型不能很好地处理对话中存在的共指实体省略问题。【结论】融合共指链以及抽象语义表示等多种类别的语义信息能够有效提升对话一致性检测的效果。

关键词：对话系统一致性检测共指链抽象语义表示图卷积神经网络

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自适应裁剪的差分隐私联邦学习框架

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西安电子科技大学学报 2023年第4期50卷 111-120页

作者：王方伟谢美云李青茹王长广河北师范大学计算机与网络空间安全学院河北省网络与信息安全重点实验室河北石家庄050024

联邦学习允许参与训练的各方在不共享自己数据的前提下,实现协同建模,其数据隔离策略在一定程度上保障了用户数据的隐私安全,有效缓解了数据孤岛问题。然而,联邦学习的训练过程涉及参与者和服务器之间大量的参数交互,仍存在隐私泄露风... 详细信息

联邦学习允许参与训练的各方在不共享自己数据的前提下,实现协同建模,其数据隔离策略在一定程度上保障了用户数据的隐私安全,有效缓解了数据孤岛问题。然而,联邦学习的训练过程涉及参与者和服务器之间大量的参数交互,仍存在隐私泄露风险。为解决联邦学习数据传输过程中的隐私保护问题,提出了一种基于自适应裁剪的差分隐私联邦学习ADP_FL框架。在该框架中,各参与方使用自己的数据在本地执行多次迭代来训练模型,在每个迭代中自适应地选取裁剪阈值对梯度进行裁剪,将梯度限制在一个合理范围内;仅向上传的模型参数中添加动态的高斯噪声,以掩藏各参与者的贡献,服务器聚合接收到的噪声参数来更新全局模型。自适应梯度裁剪策略不仅可以实现对梯度的合理校准,同时裁剪阈值作为敏感度当中的一项参数,通过动态改变敏感度来控制着添加的噪声规模。理论分析和实验表明,所提出的框架在强隐私约束下,仍能够实现良好的模型精度。

关键词：联邦学习差分隐私隐私泄漏自适应裁剪

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基于可逆网络的轻量化图像隐写方案

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计算机应用研究 2024年第1期41卷 266-271页

作者：孙文权刘佳钮可董炜娜陈立峰武警工程大学网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

目前,基于深度学习的隐写模型的隐写容量有所提高,但由于网络结构复杂,需要大量的时间来训练。为此,提出轻量化的可逆神经网络结构,并以此设计了高效图像隐写方案,采用基于密集连接的可逆神经网络实现图像的隐藏与恢复,在减少可逆块数... 详细信息

目前,基于深度学习的隐写模型的隐写容量有所提高,但由于网络结构复杂,需要大量的时间来训练。为此,提出轻量化的可逆神经网络结构,并以此设计了高效图像隐写方案,采用基于密集连接的可逆神经网络实现图像的隐藏与恢复,在减少可逆块数量的同时,增加每个可逆块中可逆函数f(·)、r(·)和y(·)的卷积块数量来保证图像质量。这样能够显著降低计算和存储开销,使得模型在计算资源有限的设备上运行更加高效,模型开发和迭代的过程更加高效,有效地节省了宝贵的计算资源。载体图像与秘密图像通过正向隐藏可逆变换生成含密图像,含密图像与随机变量通过反向恢复可逆变换得到恢复图像。实验结果表明,与HiNet算法相比,轻量级网络结构能够得到良好的图像质量且更具安全性,同时训练时间缩短了46%,隐写时间缩短了28%。

关键词：可逆神经网络隐藏恢复隐写效率

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以用户为中心的双因子认证密钥协商协议

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软件学报 2024年第10期35卷 4859-4875页

作者：杨雪刘怡静姜奇王金花李兴华西安电子科技大学网络与信息安全学院陕西西安710119 保密通信重点实验室四川成都610041

当前基于用户名和口令的认证协议已难以满足日益增长的安全需求.具体而言,用户选择不同口令访问不同在线服务,极大地增加了用户记忆负担;此外,口令认证安全性低,面临许多已知攻击.为了解决此类问题,基于PS(Pointcheval-Sanders)签名提... 详细信息

当前基于用户名和口令的认证协议已难以满足日益增长的安全需求.具体而言,用户选择不同口令访问不同在线服务,极大地增加了用户记忆负担;此外,口令认证安全性低,面临许多已知攻击.为了解决此类问题,基于PS(Pointcheval-Sanders)签名提出一个以用户为中心的双因子认证密钥协商协议UC-2FAKA.首先,为防止认证因子泄露,基于PS签名构造口令和生物特征双因子凭证,并以零知识证明的方式向服务提供商(service provider,SP)验证身份;其次,采用以用户为中心的单点登录(single sign on,SSO)架构,用户可以通过向身份提供商(identity provider,IDP)注册请求身份凭证来向不同的SP登录,避免IDP和SP跟踪或链接用户;再次,采用Diffie-Hellman密钥交换认证SP身份并协商通信密钥,保证后续的通信安全;最后,对所提出协议进行全面的安全性分析和性能对比,结果表明所提出协议能够抵御各种已知攻击,且所提出协议在通信开销和计算开销上表现更优.

关键词：口令认证凭证双因子

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区块链扩展技术现状与展望

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软件学报 2024年第2期35卷 828-851页

作者：陈晶杨浩何琨李凯加梦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

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推... 详细信息

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推广,如何解决可扩展性问题已成为学术界和工业界关注的热点.对已有的区块链扩展方案进行分析和总结.首先,介绍区块链基本概念和可扩展性问题的由来,定义可扩展性问题并提出衡量可扩展性的指标.其次,给出分类框架,将现有方案按网络扩展、链上扩展、链下扩展3大类进行介绍,通过对不同的区块链可扩展性方案进行分析,比较各自的技术特点并归纳优缺点.最后,对亟待解决的开放性问题进行讨论,展望区块链技术未来趋势.

关键词：区块链可扩展性交易吞吐量区块链体系结构区块链共识

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