基于单向函数的伪随机产生器与通用单向哈希函数

重点回顾基于单向函数的伪随机产生器,以及通用单向哈希函数的研究现状,介绍相关研究的最新进展,并对通用单向哈希函数设计方法给出系统性阐述。单向函数蕴涵伪随机产生器是密码学中的基础问题,是现代密码学的基础。单向函数可以用来构造伪随机产生器进而构成流密码算法,或是在伪随机产生器的基础上进一步构造伪随机函数和伪随机置换从而用作分组加密算法。随机迭代技术被提出并经精练后,可用于基于规则单向函数的伪随机产生器设计。单向函数蕴涵通用单向哈希函数是现代密码学最核心的基础理论之一。关于通用单向哈希函数可以基于任意单向函数构造而来。通用单向哈希函数的应用包括基于最小假设的数字签名、Cramer-Shoup加密体制、统计隐藏承诺体制等。

抗泄露可证明安全流密码研究

上世纪90年代末Kocher等人发现的利用计时、能量消耗等物理信息泄漏的针对密码芯片产品的侧信道攻击,引起了密码学界和智能卡工业界的广泛关注,成为新兴的密码领域的热点问题.传统意义上的密码可证明安全性主要针对只看到密码算法输入输出的攻击者,忽略了算法硬件实现时出现的物理信息泄露,这导致了很多理论上"固若金汤"的密码算法(如AES、RSA等)在实际应用中被轻易破解.在FOCS 2008年会上,Dziembowski与Pietrzak提出了抗泄露密码学的概念,并提出了第一个在标准模型下的可证明安全的抗泄漏流密码算法,开创了在理论和算法层面对抗防御侧信道攻击的先河,之后Pietrzak又在Eurocrypt 2009上发表了进一步简化的构造.由于以上构造在效率、证明安全的紧致性等方面仍存在一些问题,后续相继有(包括我们在内的)学者在CCS 2010、CHES 2012、CT-RSA 2013等会议上提出了进一步简化和高效的抗泄漏流密码算法.本文将首先介绍抗泄漏密码的一些基本概念、基础理论与定理(包括Dense Model Theorem和近期的一些改进和简化版本),系统地综述和回顾2008年以来出现的流密码算法的(相对前人工作的)理论创新和关键证明技术与方法,同时剖析这些设计存在的缺陷与不足以及其根本的原因,并指出部分已发表著作的证明中存在的错误,以及这个方向上目前亟待解决的重要公开问题,最后展望未来抗泄漏密码算法的发展方向.

后量子密码专栏序言

密码技术是信息安全的核心技术,是网络空间安全的基石.随着互联网的普及和信息技术的迅猛发展,密码学的重要性日益凸显.早期的密码学仅用于军事外交等少数机要通信的应用场景,所使用的密码算法也主要集中于流密码等对称密码算法.直到1976年,Diffie和Hellman在《密码学的新方向》中首次提出了公钥密码的思想,开启了密码学的新时代.经过40余年的发展,公钥密码算法取得了巨大成功。

不可区分混淆的回顾与展望

不可区分混淆是密码学中一个功能非常强大的原语,它可以实现在一个可运行的程序中隐藏某些信息。尽管研究者们在过去十年间已经展示了如何在不可区分混淆的基础上实现各种密码学应用,然而距离基于标准假设的高效不可区分混淆方案仍有很长一段路要走。事实上,已经有很多工作提出了多种不可区分混淆的候选方案或是对这些方案进行了密码分析。不可区分混淆相关技术的发展大致经历了以下4个阶段:最初,需要假设多项式阶多线性映射,这是一类非标准的假设;接着,试图降低多线性映射的阶数使之接近并达到标准假设的要求;如今,正试图构造后量子安全的不可区分混淆;未来,将会在效率上改进不可区分混淆,使之能够被应用在一般化的场景中。

弱规则单向函数及其应用

单向函数的存在性是密码学的最基本假设,也是绝大多数对称密码学算法的充分必要条件.作为一个计算复杂性问题,单向函数可以用来构造伪随机产生器进而构成流密码算法,或是在伪随机产生器的基础上进一步构造伪随机函数和伪随机置换从而用作分组加密算法.规则单向函数是一类具有特殊结构的单向函数,该函数的每个像都有相同个数的原像.基于单向函数的密码学组件(如伪随机产生器)构造研究主要有两种思路:一是从任意单向函数出发来设计组件,其优点是具有通用性,不需要使用单向函数的特有结构;另一种是从具有特定结构的单向函数(比如单向置换、规则单向函数等)出发来设计组件,其优点是构造出来的密码学组件效率较高(比如种子长度更短、单向函数调用次数更少等).学界一直感兴趣于怎样在两者之间取得折中:即寻找既能够适用于范围更广的单向函数、又具有高效性的构造方法.本文提出了弱规则单向函数的概念,规则单向函数仅是弱规则单向函数的一种特殊情况.如果一个函数不是弱规则函数的话,那么这种反例的构造需要人工刻意设计.本文进一步通过具体构造说明,基于规则单向函数的密码学组件构造(伪随机产生器)可以推广至基于弱规则单向函数的情况.与HILL型产生器相比,基于弱规则单向函数的伪随机产生器构造兼具种子长度更短和保持安全性的优点.基于弱规则单向函数的通用单向哈希函数构造则推广了学界基于未知规则单向函数构造的研究工作,具有密钥长度为O(nlogn)、输出长度为Θ(n)的特点.

浅谈量子计算与后量子密码

最近一些新闻媒体报道了量子信息/量子计算将对传统密码技术（也称为现代密码或经典密码）构成严峻挑战甚至将是彻底的颠覆。作为密码学的研究人员,我们抛砖引玉谈谈对＂量子计算vs密码技术＂这一问题的看法,同时简单介绍一下近期正在开展的后量子密码方面的研究工作。

农村女性健康及其美容美学学科建设研究

随着全民生活水平的提高,越来越多的女性开始重视自身健康。良好的饮食和锻炼不仅能够释放女性压力、增强自信心、更加热爱生活,还能够改变自身的精神面貌和身材。男女生理结构、运动耐力等方面的差异导致其健身方法不能一概而论。在女性健身需求爆发式增长的背景下,科学合理的女性健身知识普及显得尤为重要。

乡村振兴战略背景下职业教育创新创业人才培养机制研究

乡村振兴战略的实施对职业教育创新创业人才培养提出新要求,职业教育需要根据乡村振兴人才需求,制定有针对性的创新创业人才培养方案,推动乡村振兴战略快速实现的同时,促进职业教育学生获得更好就业与发展。该文基于乡村振兴战略与职业教育创新创业人才培养的耦合互动,分析乡村振兴战略背景下职业教育创新创业人才培养存在的问题,最后从加强人才需求分析、促进专创深度融合、深化校企之间合作、培植服务农村情怀等方面入手,提出几点职业教育创新创业人才培养优化策略,以供参考。

基于水量平衡的历史典型洪水过程还原方法

历史典型洪水过程还原对开展科学合理的洪水调度、提高流域防洪水平具有重要意义。本文基于淮河水系典型洪水,运用水量平衡原理开展了天然洪水过程还原研究,包括大型水库天然入库洪水过程、干支流重要控制断面天然洪水过程以及水库下游区间天然洪水过程,以期为从业人员提供一定参考。

基于新媒体优化中医美容课程教学路径——评《中医美容学》

近年来,人们的物质生活水平有了明显提升,对于自身容貌有了更多关注,从而推动了美容行业的迅速发展,尤其是医学美容受到了大众的追捧。我国古代就已经认识到可以通过医学方式调理身体以达到美容的目的,在当今社会逐渐发展成为中医美容学,并在医学类高校中开设了相应课程,为美容行业提供了人才支持。新媒体时代到来,对于优化中医美容课程教学的观念、技术等方面具有重要的促进作用。因此,如何利用这一优势来优化中医美容课程教学路径成为该课程教学研究的重要内容。

一种基于不可区分混淆的侧信道防护方案设计

针对侧信道攻击,研究者们通常采用隐藏技术和掩码技术来进行防护,本文提出了一类基于不可区分混淆的新型侧信道防护方案,通过对一种用于仿射行列式程序的不可区分混淆方案进行改进,将不可区分混淆与侧信道防护结合在一起,并将其应用于区块链分层确定性钱包BIP-0032的嵌入式设备场景中,对该协议中用到的SHA-2哈希算法进行了抗侧信道攻击的不可区分混淆.通过对应用场景的测试和采集的功耗曲线进行Welch’s t-test,验证了该方案的高效性和安全性.已有的不可区分混淆虽然在理论上存在,但运行代价过高,无法实际应用于真实场景中.本文有效地将不可区分混淆应用在现实的侧信道防护中,在保证安全性的同时还兼顾了效率.相对于传统的侧信道防护方法,减少了随机数的使用且有着良好的效率和可维护性,给目前的侧信道防护研究提供了一种新的思路.

内置确定性子密钥相关系数功耗分析

针对Komano等(KOMANO Y,SHIMIZU H,KAWAMURA S.BS-CPA:built-in determined sub-key correlation power analysis.IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences,2010,E93-A(9):1632-1638.)对dpacontest.org平台提供的数据进行研究后提出的内置确定性子密钥相关系数功耗分析(BS-CPA)方法进行分析,并从破解所需功耗数据和成功率方面将BS-CPA与差分功耗分析(DPA)、相关系数功耗分析(CPA)进行比较分析,发现BS-CPA虽然理论上方法可行,但远未达到其声称的效果,进而从密码设备加密过程中寄存器状态的变化与功耗值的关系来选取中间变量,通过去除噪声和错误峰值,找到与密钥最相关数据点来缩小攻击范围。对于相同数量功耗数据,部分点攻击与全部点攻击相比,完全破解64位密钥的成功率最大可以提高60%。实验结果表明改进后的模型攻击效率得到提升,达到同样成功率需要功耗数据少,攻击结果稳定。

改进同态图像秘密共享ElGamal ECC加密体制

针对Li等人提出的ElGamal椭圆加密体制进行改进,该方案不需要增加计算开销就能提高接收者验证图像正确性的能力。一旦接收者发现加密图像的某些块被污染或者窜改,可立即丢掉这个图像,不需要等到整个图像完全解密出来后才判断出此图像已损坏。结果表明本方案能够对图像快速处理,提高验证速度,减少计算开销。

带隐私保护的集合交集计算协议的发展现状综述

隐私保护集合交集(Private Set Intersection, PSI)计算属于安全多方计算领域的特定应用问题,不仅具有重要的理论意义,也具有很强的应用价值。随着用户数据的隐私保护越来越受到重视,这一方向的研究更是符合人们日益强烈的在享受各类依赖个人信息的业务的便利性的同时最大程度保护个人信息私密性的需要。本文对隐私保护集合交集的问题定义进行了简要的阐述,重点介绍了当前性能(通信和计算负载)最好的PSI协议的主要思想与适宜的应用场景,并且在最后对这些协议进行了性能上的比较。

南通市城市暴雨强度公式及设计雨型研究

选取南通市主城区营船港闸站、南通闸站1990~2020年共31年自记降雨资料,编制南通市最新暴雨强度公式,并对场次暴雨选样方法、降雨强度、历时、雨峰位置系数进行研究,分析每场暴雨的强度过程,采用芝加哥法推求南通市区设计雨型,提出适合南通市城市防洪排涝的设计雨型。

南通市短历时暴雨强度变化趋势探析

利用南通市代表雨量站营船港闸站1990—2020年的数据资料,采用年最大值法和P-Ⅲ型分布曲线拟合得到最新的暴雨强度公式,精度满足《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》要求。将计算的历时5、10、15、20、30、45、60、90、120、180 min,重现期2、3、5、10、20 a的设计暴雨强度与2011年编制的暴雨强度公式的相应成果进行比较,结果表明,新公式总体上比2011年公式计算雨强偏大,在此基础上对近年来气候变化条件下南通市短历时降雨特征进行了分析。

移动即时通信技术背景下高校思想政治教育新途径刍议

伴随移动互联技术的高速发展及智能手机在大学生群体中的广泛应用,移动即时通信为人们带来便捷而同时也为高校思想政治教育工作带来的新的机遇和挑战,文章在分析了即时通信技术的基础上,提出了运用移动即时软件开展高校思政工作的新途径,对不断推进思想政治教育工作的创新具有一定意义。

农田灌溉水利用系数影响因素分析及建议——以如皋市农田灌溉为例

为切实提高水资源利用率,防止水资源粗放利用,落实不越用水效率控制红线,如皋市开展农田灌溉水有效利用系数测算分析工作,定性分析影响灌溉用水有效利用率的因素,并提出相应措施及建议,合理评价如皋市近年节水成效,对于逐步提高农田用水效率具有重要意义。

隐私保护计算密码技术研究进展与应用

“云、大、物、移、智、链”等新技术的发展伴生了诸多安全问题特别是隐私泄露问题.密码学为这些问题的解决提供了独特视角和可行路线.这些新技术也促进了密码学研究的深入发展,许多新型密码原语、功能强大的高等密码算法与协议新型构造不断涌现.本文给出了具有隐私保护计算能力的几类高等密码算法与协议的研究进展综述,特别是安全多方计算、同态加密、零知识证明、以及不可区分混淆四类算法与协议的设计和分析研究进展,也通过具体示例讨论了它们的潜在应用场景.本综述既着眼于各类算法与协议的不同层级安全属性,也侧重于从模块化角度剖析具体构造的内在技巧逻辑甚至缺陷.本文有助于读者掌握这些高等密码算法与协议的最新理论和技术进展、背后的发展逻辑,并深悟其中的关键技术原理,在密码学理论和实践的结合过程中得到有益启发.

双碳视角下造纸行业面临环保新形势及污染整治研究

双碳是碳中和与碳达峰的简称,是当今全球范围内重点关注的环保理论。双碳视角下的造纸产业污染整治思路有别于以往,以双碳为主要抓手,对当前我国造纸行业面临的环保新形势进行总结,认为在双碳理念视角下我国的造纸行业既存在挑战同时也存在机遇,针对我国造纸行业面临的环保新形势提出了针对性的污染政治策略,包括以集群式发展代替独立性企业,持续开展能源结构调整,开发环保性更强的造纸工艺,积极参与林业碳汇等。