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期刊信息/Journal information
密码学报
中国密码学会、北京信息科学技术研究院、中国科学技术出版社
密码学报

中国密码学会、北京信息科学技术研究院、中国科学技术出版社

双月刊

2095-7025

jcr@cacrnet.org.cn

010-82789618

100878

北京市海淀区永翔北路9号

密码学报/Journal Journal of Cryptologic Research,CSCDCSTPCD北大核心
查看更多>> 2013年9月，国家新闻出版广电总局批准创办《密码学报》，该刊是国家级刊物，刊号CN10-1195/TN，中文，双月刊，国内外公开发行，由中国密码学会主办。《密码学报》主要刊载密码及相关领域的理论及应用最新研究成果、学术动态及发展趋势，促进密码学术交流和人才培养，促进密码及信息安全事业发展，为我国信息安全保障体系建设服务。
正式出版
收录年代

    从线性校验子分析方法浅析曾肯成先生的密码分析

    冯登国
    255-262页
    查看更多>>摘要：曾肯成先生于1986年洞察到了密码体制中的熵漏现象,后来在此基础上提出著名的线性校验子分析方法.本文全面剖析了线性校验子分析方法的发展历程,由此深刻揭示了曾先生的密码分析思想的精髓.首先,介绍曾先生通过观察Geffe序列生成器的熵漏现象,提出线性校验子分析方法的朴素思想的过程及其蕴含的思想方法;其次,介绍曾先生通过在Geffe序列生成器基础上凝练出的一般问题,提出解决这一问题的一般方法—线性校验子分析方法的过程及其蕴含的思想方法;再次,介绍曾先生通过分析线性校验子分析方法存在的缺陷,进一步完善和改进线性校验子分析方法的过程及其蕴含的思想方法;最后,通过分析从相关分析方法到线性校验子分析方法的进阶之路,阐述了线性校验子分析方法这把利剑的威力.

    序列密码密码分析线性校验子分析方法相关分析方法择多原理

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    隐私集合运算中的关键数据结构研究

    张响鸰张聪刘巍然陈宇...
    263-281页
    查看更多>>摘要：隐私集合运算(private set operation,PSO)是安全多方计算领域的热点问题,它允许两个参与方对各自私有集合进行安全计算,同时避免额外信息泄露.常见的PSO协议包括隐私集合求交和隐私集合求并.高效的隐私集合运算协议的设计与多种高级的数据结构密切相关.然而,目前隐私集合运算中各种数据结构缺乏系统梳理且无同一平台上的效率对比结果.本文将PSO中的关键数据结构分为三类,分别是哈希表、过滤器和不经意键值存储.在明确各类数据结构的基本定义与构造方式的基础上,本文梳理各数据结构的主要功能作用、总结它们在不同协议中的典型应用、探讨它们在PSO中的研究现状与主要进展,并提供各数据结构的性能对比分析与基准测试结果.

    隐私集合运算数据结构安全多方计算

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    可验证延迟函数与延迟加密研究综述

    李鹏张明武杨波
    282-307页
    查看更多>>摘要：可验证延迟函数(verifiable delay function,VDF)是由Boneh等人于2018年提出的一种密码学原语,无论并行与否,该函数的计算时间都是固定的,但要求验证其结果是快速的.在诸如随机信标和区块链协议设计等去中心化应用中,VDF能使用例如重复平方的计算任务来提供可靠的消逝时间证明(proof of elapsed time,PoET),以实现区块链的共识.本文重点介绍了五种VDF候选方案及其构造,比较它们之间的优劣,说明其可能存在的问题和特性,阐述VDF在随机信标、资源高效的区块链、复制证明、计算时间戳和延迟加密上的应用,尤其对于2021年刚引入的延迟加密(delay encryption,DE)做了详细的调查和分析,对现有的两种延迟加密方案及构造进行了重点分析.在现有VDF研究基础上,本文总结了 VDF的现状,提出所需要关注的研究动态,进而指出Loe等人的P-VDF是目前五种VDF候选中最为实用的,优势明显.它具有空证明和高效验证的优点,且验证算法的运行时间为O(1).最后,本文对VDF的未来发展趋势作了有益的分析和展望.

    时间锁谜题可验证延迟函数顺序缓慢计算快速验证延迟加密

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    后量子密码算法的软件实现研究

    周天郑昉昱林璟锵魏荣...
    308-343页
    查看更多>>摘要：基于公钥密码算法的各类安全技术已经成为了 目前网络空间安全的重要基石,在构建信任体系、保护传输安全、身份鉴别等方面发挥着举足轻重的作用.然而,利用Shor算法,量子计算机可以在多项式时间内破解RSA、ECC等当前主流公钥密码体制所依赖的数学困难问题.随着量子计算技术的发展,这一安全威胁日益迫近,所以学术界和工业界都致力于研制抵御量子计算机攻击的公钥密码体制.NIST后量子密码标准化项目是目前最具代表性的项目之一,它于2017年征集了数量众多、种类多样的后量子密码方案,目前已产生阶段性结果.除了算法安全性分析之外,各后量子密码算法的软件实现性能也是该项目评价其优劣的重要指标之一.本文围绕六类主要的后量子密码算法,以密码算法软件实现的视角,详细分析了每一类的代表方案及其主要计算负载、优化算法以及软件实现特点;并基于x86和ARM平台,全面梳理和总结了各文献中提出的、特定类型算法的加速技术和通用优化方法.

    公钥密码后量子密码软件实现格密码算法

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    WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设

    杨亚涛董辉张艳硕马英杰...
    344-356页
    查看更多>>摘要：随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了 SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.

    白盒密码SM4算法查找表密钥混淆密码攻击

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    基于模型驱动的密码算法可视化开发平台研究

    肖超恩刘昌俊董秀则王建新...
    357-370页
    查看更多>>摘要：针对密码算法开发平台普适性差、无法跨平台的问题,本文采用模型驱动实现密码算法开发的方法,设计了一种基于模型驱动的密码算法可视化开发平台,提出了一种基于模型驱动的密码算法开发的领域语言—MCL密码元语言;实现了基于模型的代码生成器和代码映射器.实验证明,该开发平台仅需要开发者拖拽图形块的操作就可以实现密码算法模型的建立,然后平台可以根据建立的密码算法模型生成不同编程环境下的代码.平台实现了 C和python的代码映射器模块,密码算法模型可快速映射为C、python代码.平台有较好的实用性,开发者的密码算法实现过程简洁、高效,不同编程环境下的代码均可以通过平台自动生成,提高了密码算法实现的跨平台性.

    密码算法实现模型驱动领域专用语言(DSL)代码生成技术

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    一类幂函数的c-差分性质及其(-1)-差分谱

    谭先彤阎昊德
    371-386页
    查看更多>>摘要：差分攻击是攻击迭代分组密码最有效的方法之一.密码算法抵抗差分攻击的能力与其采用的密码函数抵抗差分攻击的能力密切相关,而后者可以用差分均匀度来衡量.密码函数的差分均匀度越小,其抵抗差分攻击的能力就越强.为了抵抗差分攻击,分组密码算法中的核心部件S盒(S-boxes)应该具有较低的差分均匀度.同时,具有低差分均匀度的密码函数在编码理论、组合设计等领域中有着广泛的应用.乘法差分攻击作为差分攻击的推广被提出,密码函数抵抗乘法差分攻击的能力用其c-差分均匀度反映.本文主要研究了有限域Fpn上幂函数xpn+3/2的c-差分性质,这里p是奇素数,n是正整数.对于一般的c≠±1,本文给出了这类幂函数的c-差分均匀度的上界,并针对c＝-1求解了其c-差分谱.

    幂函数c-差分均匀度c-差分谱特征和

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    基于超晶格PUF的轻量级信息论安全密钥达成协议

    解建国刘晶吴涵徐莉伟...
    387-402页
    查看更多>>摘要：物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)是一种新型硬件安全原语,提取由器件制造过程中不可避免的随机差异作为密钥.超晶格PUF自提出以来,由于其良好的强PUF特性吸引了国内外诸多学者投入到超晶格随机数发生器和身份认证研究中.但是目前针对超晶格PUF的多方密钥达成协议研究仍然较少,尤其是面向轻量级设备场景.本文提出了一种基于超晶格PUF的轻量级密钥达成协议,阐述了从超晶格PUF派生密钥的方法,并提供信息论安全.通过引入可信第三方来实现持有超晶格PUF的终端设备的注册和会话密钥达成等功能.分析了该协议的攻击模型,证明了其信息论安全.最后在Cortex-A7平台进行实验验证,阐述了其效率和适用性.所提密钥达成协议专注于轻量级群组用户需求,对未来车联网、工业物联网等场景下的安全需求具有重要意义.

    密钥达成物理不可克隆函数协议安全性分析超晶格

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    一种适用于物联网设备的基于异或门的Pico物理不可克隆函数

    王骏君黄钊刘锦辉樊璐...
    403-415页
    查看更多>>摘要：针对可重构Pico-PUF对机器学习建模攻击抵抗能力较弱,本文对RPPUF进行了改进,提出了一种基于异或门的抗ML攻击的可重配置Pico-PUF,即XORPPUF.通过将可配置逻辑中的每个非门替换为异或门,并将PUF的输出进行混淆处理,提高了PUF抗ML攻击能力,同时保持PUF性能.在Xilinx Spartan-6 XC6SLX25 FPGA开发板上实现并验证了提出的XORPPUF.实验结果表明,XORPPUF实现了 46.01％的唯一性、99.10％的温度可靠性以及49.1％的均匀性.与RPPUF结构相比,提高了 0.21％的唯一性、1.10％的均匀性以及72×的挑战开销比率.不仅如此,对于支持向量机、逻辑回归、决策树、随机森林和人工神经网络攻击时的识别准确率,提出的XORPPUF相比RPPUF分别降低了 47.40％、31.37％、12.63％、13.83％和 41.16％,即 XORPPUF 在抗 ML 攻击中也有着比 RPPUF更好的表现.因此更适合资源有限的物联网设备.

    物理不可克隆函数异或门物联网设备硬件安全抗机器学习攻击FPGA

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    基于降噪自编码器的侧信道攻击预处理方法

    朱肖城郑世慧杨春丽
    416-426页
    查看更多>>摘要：侧信道分析在硬件安全评估中起着至关重要的作用,而降噪预处理可以去除数据曲线包含的部分噪声,提高攻击成功率.然而,当数据中噪声繁杂且期望预处理前后数据规模不减少时,常规的降噪方式效果较差甚至无效.本文基于卷积神经网络设计了一种优化的降噪自编码器.首先,对第一轮加密的字节代换操作具有相同输出的数据曲线做均值滤波处理,并根据字节代换的输出构造对应的自编码器模型标签,最大化地提取出纯净数据.其次,在计算标签与预测值的损失函数中添加L2正则化惩罚项,防止过拟合以及加速训练.本文对公开的DPA Contest V2、DPA Contest V4.1和ASCAD数据集进行降噪预处理及侧信道攻击.实验结果表明,处理后的数据相比原始数据信噪比分别提高3.53、3.14、3.86倍,皮尔逊相关系数分别提高1.94、1.37、1.04倍.在攻击阶段,不进行降噪预处理时V2、V4.1、ASCAD数据集分别需要1175、4、191条测试轨迹破译密钥.而使用本文方法降噪后成功攻击所需轨迹数量分别降低为440、1、41条.因此,本文的降噪自编码器网络可以大幅度降低信号中包含的噪声,并显著提高了攻击性能.

    卷积神经网络降噪自编码器降噪预处理侧信道攻击

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