置换群与整数间一对一Hash函数的构建

为了提高量子可逆逻辑电路自动生成与优化的效率,给出了一个在置换群与整数域上满足一对一映射的Hash函数构建方法.一个n×n的量子可逆逻辑门的输入和输出对可有2n!种组合,若将一个组合对应一个置换,则一切2n次置换的集合就组成一个置换群.Hash函数H(X)利用每一个置换中数字的排列位置,求出该数字的逆序数并计算其函数值,将置换群的元素X(a0a1…a2n-1)映射到整数Z∈{0,1,…,2n!-1}的集合上,快速确定计算位置.该函数不但可以大大提高量子可逆逻辑综合算法的效率,而且结构简单,性质良好,具有一般性意义.

一种基于HASH函数的密钥管理方案

分析了现在常用的两种密钥管理方法,并在此二者的基础上给出了一种简单实用的密钥管理方法,该方法利用HASH函数对用户的较短口令进行处理,把计算出真正密钥的信息分成两部分,用户只有拥有两部分信息才能计算出真正的密钥,从而可避免由于用户口令的丢失造成的数据泄密,在最大程度上保证了用户数据的安全.

HashMap优化及其在列存储数据库查询中的应用

HashMap在基本字典操作中具有常数级别的平均算法时间复杂度,广泛应用于大数据的检索。Block_HashMap(BHMap)基于C++HashMap,其优化包括三方面:哈希函数选取,冲突解决和关键字匹配。优化核心在于冲突解决时,以链地址法为基础,提出了一种高效利用高速缓存的存储结构Block_List来存储冲突的数据,并且预先缓存哈希值,节省匹配时间。实验证明,在桶数目充足的情况下,BHMap会多消耗少部分内存,但在桶数目有限,数据重复率比较低的情况下,时间性能上相对C++标准模板库中的Map提升10倍以上,比unordered_map快3.5倍以上,且消耗的内存与unordered_map相差不大。在列存储数据库分组和连接查询中,关键字的分桶、解决冲突和匹配操作也都涉及到基于哈希的技术,最终把BHMap应用到列存储数据库的关键查询中。

基于跳跃Hash和异步共识组的区块链动态分片模型

区块链系统的实现方案普遍存在性能和容量上的缺陷,使其无法取得更广泛的普及和应用。分片被视为最有可能解决区块链瓶颈的技术,然而目前主流的实现方案普遍存在牺牲去中心化或者安全性来提升性能的问题。基于现有分片技术的研究,文中提出了基于跳跃Hash和动态权重的分片构建算法,该算法满足高效性、公平性、自适应性等特点,网络分片效率对比以太坊提升了8%,分片数量动态增减时节点迁移的工作量对比以太坊降低了25%;同时引入了异步共识组机制,提升了分片的交易安全性,能够有效处理跨分片交易。理论分析和实验证明,基于跳跃Hash和异步共识组的区块链动态分片模型的最大交易性能可达5000笔每秒。

基于hash函数的一次群签名模型

针对基于大整数的素数分解和离散对数问题的传统数字签名不能抵抗量子时代量子计算的攻击问题,提出一种基于hash函数的一次群签名模型。该模型基于hash函数的单向性,由hash运算完成密钥生成、签名和验证,获得了更高的效率,并且可有效抵抗量子时代量子计算的攻击。通过实验,对签名模型进行验证,效率比ECC(密钥长度为224)高21倍,可达RSA-2048的102倍。

对Transact-SQL中groupby子句异常的分析

分析了在某些特定情况下,SQL Sever 2000查询优化器所决定的执行方案出现失误的原因,同时提出了解决这一问题的方法:在相关操作命令之后加上order by子句.

新型基于Hash函数的一次群签名方案

通过对已有的基于Hash函数的一次群签名方案进行分析,指出其中不足,并针对这些缺点,本文提出了一种新型基于Hash函数的一次群签名方案,该方案在可以正确实行验证的基础上,能满足签名方案的不可否认性,同时使得一个群成员完成的签名并未暴露其余群成员的签名私钥信息,最重要的是该方案具有极高的签名效率,且可抵抗量子攻击。

基于滑动窗口的自愈组密钥分发方案

针对传统自愈组密钥分发方案存在通信次数和撤销成员数受限等问题,通过引入拉格朗日插值多项式以及结合单向哈希链的方式,提出一种基于滑动窗口的自愈组密钥分发方案.该方案在保持前后向安全性的同时,能够实现组成员撤销的匿名性.经分析表明,方案不仅解决了通信次数和撤销成员数受限的问题,且大大减少了组成员的存储量,通信开销和计算开销仅与组成员数和滑动窗口值相关.方案在保持组成员安全性的前提下,节省了组成员的资源开销,适用于组成员资源受限的动态异构网络.

改进DES子密钥使用顺序的算法研究

通过对DES算法进行分析,针对DES易受穷举搜索等方法攻击的缺陷,提出基于分组与哈希函数的改进方案.该改进方案首先将明文与密钥进行异或,然后根据分组结果或者哈希表查找比较次数,结合仿射变换决定子密钥的使用顺序,最后利用RSA加密子密钥的使用顺序.该改进方案因为输入明文的不同而引起子密钥的使用顺序不同,使得每次破解都需要16!次穷举,从而提高穷举搜索与选择明文攻击的难度,提高DES算法的安全性.

大规模云存储系统副本布局研究

在基于副本冗余机制的大规模云存储系统中,以往的副本布局算法只能部分地满足副本布局中高可靠、高可扩展并且高效的要求,针对这一问题,提出了一种基于分组和一致性哈希的副本布局算法。首先,将关联性高的存储节点进行分组;然后,通过改进的一致性哈希算法将同一数据对象的多个副本分别分配到不同分组中;最后,再通过改进的一致性哈希算法将分配到各分组的数据副本放置在组内对应的存储节点上。理论分析可知,该方法大大提高数据的可靠性。仿真结果表明,该算法能满足副本布局的均衡性、自适应性要求,并能在几十微秒内完成副本定位。

一种高效的动态组播密钥管理方案

为了高效地管理动态组播,近年来提出了一些动态组播管理方案。在分析基于两层结构的密钥管理以及安全哈希函数理论的基础上,提出了一种新的密钥管理方案GC-RH以及相应的密钥更新算法。实验结果表明其在密钥存储量、加密计算量、网络通信量等性能方面均优于其他同类方案,比较适用于大型动态组播环境。

一种具有隐私保护与前向安全的RFID组证明协议

无线射频识别(RFID)组证明协议用来证明多个标签是否同时存在,在实际场景下需要多个标签组成一组来标识同一个物体,但RFID标签结构简单,计算存储资源有限,其安全协议的实现受到制约。为此,提出一种隐私保护和前向安全的组证明协议,通过哈希运算和随机化等操作确保协议会话信息的保密传输和隐私性,将激活-休眠机理、过滤-响应机制以及身份认证与组证明技术相结合以提高协议的效率。分析结果表明,RFID组证明协议具有匿名性和前向安全性,能够抵抗窃听、跟踪、重放与去同步等攻击。

基于群密钥协商的无线传感器网络签名协议

为确保信息在无线传感器网络安全传输,提出了一个新的基于群密钥的安全协议。通过离散对数和哈希链的使用,可确保信息不被攻击者伪造或窃取。同时,考虑到无线传感器网络是由大量能量有限的节点构成,其计算能力不高,生存周期较短的特性,为节省传感器电池能量,降低能源的消耗,在初始化阶段传感器节点发送数据前通过服务器来完成群密钥协商。经过实验和理论分析,所提出协议的安全和效率整体上优于其他协议。

车联网中可证安全的匿名可追溯快速组认证协议

身份认证是车辆接入车联网(IoV)的第一道防线。然而现有方案还不能满足IoV的高效认证需求,也不能实现快速的匿名追溯。鉴于此,提出了一种IoV中双向匿名可追溯组认证协议。该协议先将多个路侧单元(RSU)进行快速动态的分组,并对进入RSU组的车辆利用切比雪夫混沌映射的单向陷门性和半群特性进行接入认证,当车辆在组内的RSU之间切换时采用反向哈希链进行快速切换认证。另外,组内RSU可以对恶意车辆进行身份的匿名追溯,并利用区块链对其身份进行快速撤销,还可以对泄露真实身份的用户进行ID的自由变更。同时运用随机预言机模型证明了协议的语义安全性。最后,通过仿真验证了该方案具有良好的安全性和有效性。

基于Chameleon哈希改进的平台配置远程证明机制

为了进一步提高平台配置远程证明机制的实用性,针对RAMT(remote attestation based on Merkle hashtree)方案的不足,基于Chameleon哈希算法,采用软件分组的思想,改进了RAMT方案,给出了实验证明。认真讨论了RAMT方案的特点,详细描述了改进后的RAMT方案的体系结构、度量及验证过程,并深入讨论了新机制的特点。实验结果表明,新机制不仅提高了远程证明机制的可伸缩性,而且进一步增强了隐私保护能力,从而进一步提高了方案的实用性。

基于哈希分组的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法

针对DFSA应用的局限性和分组DFSA组内标签碰撞率较高的问题,提出一种基于哈希函数分组的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法。根据标签符合二项分布的特点和概率论原理,采用一种新方法估计初始标签数量,通过构造哈希函数对标签适当分组,对分组标签逐一识别。仿真结果表明,该算法通过增加标签的分组数,减少了每组内响应标签的数量和时隙内标签的碰撞率,总时隙数、碰撞时隙数和空时隙数、系统识别效率几方面均有较大幅度提高,系统识别效率维持在0.4以上。

基于双向散列链具有撤销能力的自愈组密钥分发机制

提出了一种MANET中基于双向散列链具有撤销能力的自愈组密钥分发机制。通过建立会话密钥之间的冗余关联,实现了在不增加管理节点负担的情况下,合法节点利用当前广播信息和自身秘密信息自主恢复由于网络原因遗失会话的组密钥。利用撤销多项式管理者实现了对节点的撤销能力,此外赋予节点与其生命期相对应的秘密掩码值集合。安全分析和效率分析表明在保证安全属性的前提下,降低了通信开销和存储开销。

无线传感器网络中抗共谋的自愈组密钥分配方案

针对现有基于双向Hash链技术的自愈组密钥分配方案不能抵抗撤销节点和新加入节点的共谋攻击问题,并进一步提高现有方案的性能,提出了一种适用于无线传感器网络的有效的抗共谋攻击的自愈组密钥分配方案。方案对传统的双向Hash链进行了结构性改造,在有撤销节点的会话中,用随机值替换前向密钥,使得已被撤销节点无法和新加入节点共谋获取它们未被授权的会话密钥,消除了共谋攻击对网络构成的安全威胁,更适用于俘获节点攻击高发的网络环境。方案还考虑了在实际网络环境中,并不是在每一个会话都有节点被撤销这一个实际情况,减少了通信开销和能量消耗。安全性和性能分析与仿真结果表明,方案在保证更好安全性的同时,降低了通信开销。

高性能无冲突分组查找分类算法的研究

随着因特网的迅猛发展,信息安全、网络安全已经成为人们日益关注的焦点。本文提出了一种面向网络服务监控网关的基于用户的无冲突分组的报文分类算法。该算法是一种基于无冲突哈希和分组查找的多维查找算法,是在无冲突散列查找算法、Lakshman和Stiliadis提出的二维分类算法和iptables分类架构的基础上提出的,但该算法的平均空间性能和时间性能均优于无冲突散列查找算法和iptables分类算法。

基于双线性困难问题的电子彩票方案

提出一个公正、高效的电子彩票方案。该方案引入基于双线性群上q-DBDHI困难性假设的可验证随机函数来产生中奖数字,实现了彩票购买者的匿名性、中奖数字产生的可参与性和可验证性。与以往的方案相比,该方案具有更短的密钥和证据空间。同时,采用分层hash链结构联接所有的彩票购买者数据,使得验证中奖数字的计算量大幅度降低。该方案特别适用于具有大量移动终端的电子彩票销售网络。