面向车联网车辆的轻量级持续身份认证协议

基于云-边缘计算的车联网(Cloud-Edge computing for the Internet of Vehicle,CEIoV)能够支持大规模车辆的实时访问与服务请求,为了保证其内部资源的安全性,需要对车辆进行身份认证而后才能接入CEIoV;但是车辆本身处于运行状态且计算、存储和通信资源受限,给CEIoV车辆的身份认证带来挑战.本文基于具有简单密码操作的变色龙哈希函数,提出了一个连续轻量级身份认证协议(Lightweight Continuous identity Authentication,LCA),实现了对于资源受限车辆的认证和CEIoV内部资源的安全保障.本文在随机预言机模型下证明了LCA协议的语义安全性;并通过实验验证LCA协议在连续认证过程中具有较低的计算和通信成本.

一种OpenFlow网络的动态负载均衡方法

在交换节点数量庞大的传统二层网络中,最小生成树算法存在收敛慢、整网资源利用率低等问题。为此,在软件定义网络架构的基础上,提出一种基于Open Flow协议的动态网络最小生成树构建方法。控制器可根据当前网络流量的分布情况,实时对底层网络的无环转发拓扑进行动态调整,以实现全网负载均衡。仿真结果表明,该方法可使全网流量分布更均衡,同时降低业务流延时抖动和丢包率。

卫星短报文通信系统研究

卫星短报文系统能够满足大范围的双向短数据通信需求。针对低轨卫星短报文通信系统中的信道规划、用户接入、拥塞控制及多路上行并行接收等关键技术进行了设计,能够很好地解决这类系统的技术难点。研究内容能够在有限的资源下实现集约的频谱利用和用户接入,解决用户冲突避免,实现通道化多普勒分集接收。

一种基于OpenFlow协议的拓扑发现方法

传统网络拓扑发现及无环转发结构的构建方法如STP及RSTP,已不能更好满足未来复杂的网络环境,其慢收敛性、不可扩展性及较低的带宽利用率一直无法很好解决。在SDN网络架构之上,深入探讨基于OpenFlow协议的底层网络拓扑发现机制,阐述了新网络架构下的链路发现方法及无环转发结构构建方法。仿真验证了该方法的有效性,并在Mininet中对该方法的收敛时间进行测算。该拓扑发现方法可提升网络功能的可扩展性,并带来良好的用户体验。

n比特置换的差分分支数上界

我们利用编码理论方法,对F2^n上的非线性置换(S盒)的差分分支数进行了分析并给出了差分分支数上界的一般性公式.我们根据编码理论中关于给定码长和最小距离的最大二元码码字的个数,估计出长度为2n、码字个数大于2n的二元码的最小距离,然后将编码理论中二元码和S盒对应起来,获得n比特S盒的差分分支数上界的估计.接着将我们的上界与Griesmer界、Sarkar界进行了比较,结果表明,我们得到的渐进界更加紧致.同时,我们对n=8的情况进行了讨论,首次得到了8比特S盒的差分分支数的上确界并给出了具体的构造.

SMS4-like结构以及NBC算法的量子算法攻击研究

本文利用Simon量子算法和Grover搜索算法首次给出对SMS4-like结构,和作为改进的第二类广义Feistel结构的代表算法之一的NBC算法的量子算法攻击.对SMS4给出6轮量子区分器,进行10轮量子密钥恢复攻击;首次对SMS4-like结构给出(2d-2)轮量子区分器,进行(3d-2)轮量子密钥恢复攻击.对NBC-128给出6轮量子区分器,进行11轮量子密钥恢复攻击;对NBC-256给出10轮量子区分器,进行16轮量子密钥恢复攻击.

基于频谱感知的卫星信道分配算法

传统的卫星信道资源分配存在信道分配与实际通信环境的失配问题。利用频谱感知的思想,根据不同的信道在不同的环境下不同的质量表现,对信道与通信环境的适应性进行匹配,根据优化系统匹配的准则进行系统信道分配。仿真结果表明,该方法比传统信道分配方法能够提高系统资源利用率,增大系统吞吐率。

卫星自动识别系统观测模型及检测概率分析

针对卫星自动识别系统(AIS)天线的覆盖面积大、包含多个自组织区可能导致接收信号碰撞的特点,分析了星载AIS接收信号重叠碰撞的机制,对卫星AIS观测模型进行了等效蜂窝模型的建模,将AIS信号到达卫星接收机的过程等效为泊松随机过程,在此基础上分析了卫星AIS对船舶的检测概率,并对影响检测概率的各个因素进行了仿真分析,根据仿真结果提出了两种提高船舶检测概率的方法,对优化AIS的设计、分析系统对船舶的检测概率有一定的参考作用。

卫星AIS检测概率分析及冲突信号分离

针对卫星AIS系统天线的覆盖面积大、包含多个自组织区可能导致接收信号冲突的特点,分析了星载AIS系统接收信号重叠碰撞的机制,对卫星AIS系统进行了观测模型的建模,并在此基础上分析了卫星AIS系统对船舶的检测概率,并采用盲信号分离算法对冲突的AIS信号进行了有效的分离。

一种密码函数存在性证明的新方法

密码函数在密码学中具有重要的研究价值.从组合的角度,给出了一种密码函数不存在性证明的新方法,并且得到了一些新结果,部分结果优于已有结论,这些结果可以部分证明不存在次数大于2的齐次旋转对称bent函数这一公开猜想.同时,利用多项式的最大公因子算法刻画了2次齐次旋转对称bent函数.该方法也可以用于刻画其他形式的bent函数的存在性.

MARS-like Feistel 结构的量子攻击

本文首次给出了对MARS-like结构的量子算法攻击.通过利用Simon算法,借助周期函数f构建量子区分器,结合Grover搜索算法进行量子密钥恢复攻击.在量子选择明文条件下,对四分支MARS-like结构,我们在4轮量子区分器附加4轮进行8轮量子密钥恢复攻击;对d分支MARS-like结构,我们在d轮量子区分器附加d轮进行2d轮量子密钥恢复攻击.在量子选择密文条件下,对四分支MARS-like结构,我们在5轮量子区分器附加4轮进行9轮量子密钥恢复攻击;对d分支MARS-like结构,我们在d+1轮量子区分器附加d轮进行2d+1轮量子密钥恢复攻击.

层簇式空间网络组密钥管理方案研究

为了改善未来空间网络多播应用面临的群组成员管理难度更大、通信时延更长、安全性要求更高的问题,通过对已有空间网络组密钥管理方案AGKM的性能分析和对比,提出了一种基于层簇式网络架构的多播组密钥管理方案,方案将中国剩余定理(CRT)及椭圆曲线定理(ECC)融入管理算法。实验结果表明,基于层簇式的方案降低了组密钥在更新过程中的通信开销、计算开销及密钥存储开销,分别达到了O(n+1)、O(n+2)以及3个多播包的结果,较对比方案性能提升了20%。基于层簇式的网络组密钥管理方案能够有效降低密钥更新中的消息、计算及存储开销,提升管理性能,适用于未来空间网络管理需求。

分组密码FBC的差分分析

FBC是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.FBC密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥,本文主要对分组长度128位的两个版本进行分析.我们基于SAT(Boolean satisfiability problem)模型对FBC的差分特征进行自动化搜索,得到了新的14轮差分路线,概率为2^(-102.25).基于此路线我们给出了18轮FBC128-128和20轮FBC128-256差分分析,并且在分析过程中给出了复杂度估计.对于18轮FBC128-128差分分析,时间复杂度和存储复杂度分别为2^(101.5)和2^(52).对于20轮FBC128-256差分分析时间复杂度和存储复杂度分别为2^(184)和2^(96).

面向信息快速回传的卫星网络多路径路由算法

为实现网络流量均衡和网络性能优化,借鉴多路径路由算法分流传输的思想,在单路径快照聚合路由(SIR)算法基础上提出了多路径快照聚合路由(SIMR)算法.针对基于卫星网络的空间信息快速回传的场景,分析星座的可见性,在机会网络仿真环境ONE中进行仿真实验,对比延迟可容忍卫星网络路由算法(CGR)、基于多协议标签技术(MPLS)的SWP算法和SIR算法,统计分析成功交付率、节点存储占用率、链路利用率等6项指标.结果表明:SIMR算法能更有效地实现流量均衡,从而实现信息快速回传.

基于多密钥同态加密的电子投票协议

电子投票方案由于其效率和结果的准确性受到越来越多的关注,然而其安全问题一直是电子投票的瓶颈。文章利用无密文扩展的多密钥同态加密算法构造一个电子投票协议,该协议可以在密文状态下实现投票合法性验证和投票统计,利用分布式解密完成投票结果的公布。无密文扩展的多密钥同态加密算法能够保证选票的密文与投票者人数无关,确保投票者身份和选票全周期的隐私性。通过理论证明,文章提出的基于多密钥同态加密的电子投票协议具备多种安全性和正确性。

基于卫星通信技术的海洋监测集成终端

针对当前海洋系统现状,研制一种低轨卫星生物终端作为海洋跟踪监测设备。文章搭建了该设备的通信架构,并通过对控制电路进行优化,实现了设备自动脱落上浮、灵活配置数据发射单元的功能。该终端设备的多个发射单元通过串口集成,共享传感器、处理器和电源等装置,并按照预定时间间隔浮出海面。该设备具有良好的可用性,对海洋环境监测和生物轨迹跟踪具有一定的价值。