一种支持分级用户访问的文件分层CP-ABE方案

文件分层的密文策略基于属性的加密(FH-CP-ABE)方案实现了同一访问策略的多层次文件加密,节省了加解密的计算开销和密文的存储开销.然而,目前的文件分层CP-ABE方案不支持分级用户访问,且存在越权访问的问题.为此,提出一种支持分级用户访问的文件分层CP-ABE方案.在所提方案中,通过构造分级用户访问树,并重新构造密文子项以支持分级用户的访问需求,同时消除用户进行越权访问的可能性.安全性分析表明,所提方案能够抵御选择明文攻击.理论分析和实验分析均表明,与相关方案相比,所提方案在计算和存储方面具有更高的效率.

支持大属性空间和安全分级的KP-ABE

现有的KP-ABE(Key-Policy Attribute-Based Encryption)方案主要通过哈希函数实现对大属性空间的支持,安全性建立在随机预言模型下而非标准模型下;计算每个属性对应的密文子项或密钥子项,指数运算次数大于最大加密属性个数;不支持数据和用户安全分级.针对上述问题,本文提出了一种支持大属性空间和安全分级的KPABE方案.该方案通过编码函数而不是哈希函数将任意“属性名称:属性值”编码映射至有限域中的一个元素,实现对任意“属性名称:属性值”的支持并确保任意两个不同“属性名称:属性值”的编码值不同;结合强制访问控制思想,方案对密文和用户赋予不同的安全等级,只有用户安全等级不低于密文的安全等级时用户才能解密.最后对本文方案进行了安全性和性能分析,在标准模型下证明了该方案针对选择明文攻击是安全的;性能分析表明,所提出方案只需要进行2次指数运算,就能完成一个属性对应的密文子项或密钥子项的计算.

基于Logistic映射和超混沌的自适应图像加密算法

为了实现对图像信息的有效保护,提出了一种基于Logistic映射和超混沌系统的图像加密算法.该算法主要思想是利用Logistic映射产生的混沌序列对明文进行像素置乱并结合超混沌以及图像自身的像素分布特征,对不同的像素点进行不同方式的像素灰度变换.仿真实验和安全性分析表明,该算法具有较高的安全性,拥有较大的密钥空间且对密钥具有相对较高的敏感性,同时实现了"一次一密"的加密目标,可以有效地抵御穷举攻击、统计攻击以及选择明文攻击等.

对一种基于logistic映射的分组加密机制的分析和改进

对一种改进的混沌分组密码机制分析后发现其本质上是流密码系统,并且密钥流与明文无关。通过选择明文攻击,在很小的计算代价下获得了密钥流。给出了选择明文攻击的算法,并通过实验进行了验证。为克服原加密算法的缺陷,采用密文反馈的形式使密钥流与明文相关。

基于迷宫置换和Logistic混沌映射的图像加密算法

传统基于置换和混淆的图像加密算法,置换效率低且难以抵抗已知/选择明文攻击,针对此问题,提出基于迷宫置换和Logistic映射的图像加密算法。为提高置换效率,采用深度优先搜索(DFS)迷宫生成算法来高效产生置换;为抵抗已知/选择明文攻击,将待加密图像的消息摘要算法5(MD5)摘要与用户密钥绑定,用以产生迷宫起点坐标、Logistic参数和初值,然后由Logistic映射产生随机数,来决定迷宫置换的节点试探方向和参与混淆,从而使加密环节与明文图像紧密相连。实验表明,所提算法具有较好的加密质量、较高的安全性,且能抵抗已知/选择明文攻击。

对改进的基于DNA编码和混沌的图像加密算法的安全性分析

对一种改进的基于DNA编码和混沌映射的图像加密方法进行了安全性分析,原算法的核心思想是明文图像的DNA编码矩阵与混沌映射产生的随机矩阵的DNA编码矩阵求和,然后再对这个和矩阵中的元素随机求补即得密文图像;经深入分析发现原算法的安全性完全依赖于混沌映射产生的随机矩阵,而随机矩阵的生成与明文图像或对应的密文图像没有任何关联,从而能用选择明文攻击的方法获得等效密钥,破译目标密文,解密出目标明文,理论分析和仿真实验验证了选择明文攻击策略的可行性;同时指出了原算法存在的另外两个安全缺陷,最后简要讨论了提高该算法安全性的一些改进措施。

对超混沌系统的图像加密算法安全性的改进

针对Gao等人提出的一种基于超混沌系统的图像加密算法的安全性缺陷,提出了一种改进的图像加密算法,该算法利用超混沌产生的超混沌序列对明文不同的像素点采用不同的方式进行加密。仿真实验结果表明,改进算法加密效果良好,加密效率更高,在保留原算法优点的基础上克服了其不能抵御选择明文攻击和选择密文攻击的缺陷,具有更高的安全性。

对像素置乱和比特替换混沌图像算法的破解

最近,一种基于像素置乱和比特替换的混沌图像加密算法被提出,该算法的基本思想为:首先,用混沌序列对明文图像进行像素值置乱操作;其次,将置乱后的明文序列嵌入到另外两组混沌序列中;最后对两组各自嵌入一半明文信息的两个混沌序列进行异或运算,即为最终的密文图像。对该加密算法进行了安全性分析,发现整个加密算法的等效密钥就是三个混沌序列,而这三个混沌序列的生成与明文图像或其对应的密文图像没有任何关系的安全漏洞。通过一幅特殊的密文图像与待解密的密文图像的异或运算恢复出了置乱后的明文图像序列,使得比特替换不起作用;最后通过多幅选择明文图像攻击破解了置乱序列,恢复出了明文图像,理论分析和实验结果都验证了该选择明文攻击策略的可行性。

基于RSA的可截取签名改进方案

在多方参与的签名环境中,可截取签名体制(CES)解决了信息的多次签名和多次传递等问题。对现有CES方案进行了分析,发现现有方案截取后的文档存在版式凌乱的缺陷。针对该缺陷,结合批签名思想,提出了一种基于RSA的可截取签名改进方案,并分析了截取者的各种行为对签名验证的影响。研究表明,新方案在保持原方案安全性能不变的基础上,优化了截取文档的结构,提高了签名效率。

两种签密方案的安全性分析及改进

签密是能够在同一算法中提供认证性和机密性的密码方案,而所需要的计算量、通信成本和密文长度比"先签名后加密"的分开来实现要低,有较多的实际应用需求。多签密方案是多个签密者对同一明文执行签密操作。该文分析了两个签密方案:Li等(2006)提出的签密方案和Zhang等(2008)提出的多签密方案,并通过选择明文攻击证明二者不能不具有语义安全性,并在此基础上提出了改进的方案,采用隐藏消息明文方法抵抗选择明文攻击,采用多签密成员签名认证的方法防止多成员签密密文被篡改,可抵抗选择明文攻击和选择身份攻击,达到语义安全性。

基于混合相位掩码与非线性像素互换的光学图像加密算法

为了解决当前光学图像加密技术在信息加密过程中忽略了明文自身特性,且其密文输出为复数函数,增加了密文信息的存储、传输与管理难度的不足,设计了混合相位掩码与非线性像素互换的光学图像加密算法。首先,将明文生成其对应的快速响应QR码,降低斑点噪声的影响;随后,引入SHA-256散列函数,设计非线性像素互换机制,对QR码进行置乱;基于剪切波变换,对置乱后的QR码进行分解,得到4个剪切波系数;利用安全图像与第一个剪切波系数完成互换,将其视为解密私钥;联合安全密钥图像与剩余的3个剪切波系数,基于剪切波逆变换,输出一个过渡图像;利用明文像素来迭代Logistic映射,输出混沌相位掩码,将其与螺旋相位掩码融合,形成一个混合掩码;基于Gyrator变换,对过渡图像进行调制,将其强度分布视为密文。测试数据显示,算法具有更高的加密安全性与抗选择明文攻击能力。

对一种混沌图像加密算法的安全分析和改进

对一种简单、敏感的超混沌图像加密算法进行了安全分析,发现该算法的安全性表面上依赖于两个随机序列SP和K(其中SP的生成与明文图像和序列K都相关)。但是,实际上原加密系统的安全性只依赖于随机序列K,而随机序列K的生成只依赖混沌系统的初始值,与待加密的图像无关。因此,运用选择明文攻击的方法破解出了算法中的随机序列K,从而解密出目标明文图像;同时指出原算法不能抵抗主动攻击的缺陷;最后对原算法进行了改进,使其克服了原算法存在的缺陷。理论分析和实验结果验证了该选择明文攻击策略的可行性和改进算法的有效性。

对一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法的选择明文攻击

最近,一种基于比特置乱的超混沌图像加密算法被提出,其核心思想为:首先,用混沌序列对明文图像进行像素置乱操作;然后,根据一个随机序列中相邻两个元素的大小关系对像素进行不同的比特位置乱;最后,把经过比特置乱后的序列与另一个混沌序列进行扩散、混淆运算得到最终的密文图像,从而使明文图像达到更好的加密效果。对该加密算法进行了安全性分析,发现该算法的安全性完全依赖于3个混沌序列,通过选择明文攻击依次破解出原算法中的3个混沌随机序列,恢复出了明文图像。理论分析和实验结果验证了所选择明文攻击策略的可行性,同时对该算法进行了改进,在改进算法中混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,因此算法可以抵抗选择明文的攻击。

针对基于感知器模型的混沌图像加密算法的选择明文攻击

对一种基于感知器模型的混沌图像加密算法进行了安全性分析,发现该算法的本质就是根据等效密钥流来改变明文图像像素值的比特位,从而得到密文图像。而等效密钥流与明文图像和对应的密文图像没有任何关系,因此运用选择明文攻击的方法破解出了算法中的等效密钥流,解密出了目标明文图像;同时指出了原算法存在的另外两个安全缺陷;最后对原算法进行了改进,弥补了其缺陷。理论分析和实验结果均证实了所提出的选择明文攻击策略的可行性以及改进算法的有效性。

针对SM4轮输出的改进型选择明文功耗分析攻击

Wang等通过攻击时引入固定数据,在2013年的CIS上提出了针对SM4密码算法选择明文功耗分析攻击,但该方法存在选择明文次数、采集功耗信号曲线次数和条数多的问题,攻击过程复杂。分析发现该固定数据和轮子密钥之间的相关性可用于恢复轮子密钥,为此提出针对SM4密码算法轮输出的改进型选择明文功耗分析攻击。攻击时选择特殊的明文采集功耗信号曲线,将固定数据作为攻击目标,利用攻击出的固定数据来破解轮子密钥,实验验证了该方法的有效性。使用此方法进行攻击,不仅可以降低选择明文次数、采集功耗信号曲线次数和条数,提高攻击效率,而且还可应用于针对SM4密码算法线性变换的选择明文攻击。

一种快速安全的置乱算法

分析Arnold变换的周期性和安全性,在Arnold变换的基础上通过扩展,提出一种可对图像快速又安全置乱的置乱算法.本算法只要进行1次二维置乱和1次三维置乱处理就可达到理想的置乱效果,并且算法的密钥空间比Arnold变换要大很多,对明文(原始图像)也非常敏感,可有效抵御选择明文攻击.实验表明算法的图像置乱效果好,置乱后的图像的直方图呈现噪声现象,并且不再出现Arnold单一变换所出现的周期性现象.

一种基于Logistic混沌序列的图像置乱算法的安全分析

分析最近由袁玲等人提出的一种基于Logistic混沌序列和位交换的图像置乱算法所存在的脆弱性,提出必须使得混沌密钥序列的产生过程与明文本身建立起联系的改进建议。通过提出的已知明文/选择明文攻击这两种方法,可以方便地获得该算法的等效密钥。理论分析和仿真实验证明:原算法存在安全隐患,易受攻击,有待加强安全性。

超混沌图像加密方案的分析与改进

根据选择明文攻击原理,对一种超混沌图像加密算法进行了分析,结果表明该算法不能抵抗选择明文攻击。提出了一种改进的超混沌图像加密算法;对改进算法进行了安全性分析和实验测试。理论分析及实验结果表明,改进算法克服了原算法不能抵御选择明文攻击的缺陷,而且能拥有更好的统计特性、差分特性等密码学特性和更高的加密速度。

基于R-LWE问题的新型NTRU加密方案

针对NTRU加密方案没有安全性证明的缺点,基于环上差错学习(R-LWE)问题给出了一个在标准模型下可证明安全的NTRU加密方案。新方案首先对NTRU的环结构进行适当的修改,然后通过格上高斯抽样算法生成密钥对,最后基于R-LWE问题对加密过程进行了改进,改进后的NTRU加密方案实现了在标准模型下语义不可区分的选择明文攻击安全性。

KATAN32相关功耗分析及其实现

KATAN32是在CHES2009会议上提出的一种轻量级分组密码算法,具有硬件实现简单和低功耗等特点。通过构造一种选择明文的相关功耗分析方法对KATAN32进行了攻击,并恢复出加密的主密钥。仿真实验结果表明,该方法是行之有效的,排除实际电路运行时环境因素影响,新方法只需选择160个不同明文和采集160条功耗曲线,即可实现对KATAN32算法的相关功耗分析。