SPS结构大规模S盒设计与分析

基于循环移位与异或运算构造了有限域(F2 m)4上的一类最优线性变换P,借鉴线性变换输入输出关系反证法的思想,提出将最优线性变换目标问题转化为若干个递进关系定理的证明方法,不仅解决了该类最优线性变换的证明,而且适用于任意线性变换的证明。通过小规模S盒与最优循环移位-异或型线性变换P,建立了2轮SPS结构的大规模S盒模型,设计了一系列密码学性质优良的轻量级大规模S盒,仅使用查表、循环移位、异或三类基本运算,提高了大规模S盒的线性度和差分均匀度。理论证明和实例分析表明,与已有大规模S盒构造方法相比,所提大规模S盒设计方案运算代价更加低廉,其差分、线性等密码学性质更加优良,适宜用于轻量级密码算法非线性置换设计。

含氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜的研究:(Ⅰ)sp结构与化学键分析

以CF4,CH4和N2为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法,在不同功率下制备了含氮氟化类金刚石膜.用俄歇电子能谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱对薄膜的电子结构和化学键进行了表征,并结合高斯分峰拟合方法分析了薄膜中sp2,sp3结构比率.结果表明,制备的薄膜属于类金刚石结构,不同沉积功率下,薄膜内的sp2/sp3值在2.0—9.0之间,随着沉积功率的增加薄膜内sp2的相对含量增加.膜内主要有C—Fx(x=1,2),C—C,CC和CN等化学键.沉积功率增加,C—C基团增加,膜内F的浓度降低,C—F基团减少,薄膜的关联加强,稳定性提高.

SPS夹层结构落锤冲击试验研究

SPS(sandwich plate system)夹层结构具有良好的缓冲吸能特性,在舰船抗冲击防护方面具有广阔应用前景。利用落锤碰撞冲击试验设备开展SPS夹层结构动态冲击试验研究,并与加筋板进行抗冲击性能对比分析,探讨SPS夹层结构在落锤冲击载荷下的损伤模式,撞击力变化及能量吸收等特性,获得SPS夹层结构在碰撞载荷作用下的耐撞性性能。试验研究结果表明,在等质量前提下,SPS夹层结构耐撞性能显著优于加筋板,主要通过结构的整体塑性变形和芯层压缩变形吸收冲击能量,使得SPS夹层结构的损伤破口明显小于加筋板,SPS夹层结构的撞击力峰值比加筋板减小28.5%;基于试验数据验证有限元仿真结果的可靠性,对比加筋板计算结果可知,SPS夹层结构吸能增幅为24.33%。研究成果有望为舰船轻量化设计及安全防护设计提供参考。

一种基于混沌的代换-置换结构图像加密算法

近年来,随着多媒体技术的发展,互联网上数字图像相关内容和应用的比例越来越高,其安全性也日益受到人们的关注。图像的安全性,一般通过加密方法来保证。图像加密算法中,基于置乱-扩散结构的加密算法因其充分考虑图像数据二维分布的特点,特别适合图像数据的加密。然而,该加密算法存在安全性不高、扩散效率低,以及密钥扩展计算复杂度高等问题。通过引入分组密码学中的代换-置换(SP,Substitution-Permutation)结构,提出了一种基于混沌的SP结构图像加密算法SPCME,该算法采取3种策略:(1)通过混沌映射进行置换和扩散,采用AES算法的S盒进行字节代换,以增强算法安全性;(2)使用双向的置乱-扩散策略,加快扩散速度;(3)运用简单的异或和移位操作,提高密钥扩展效率。为评价该算法的性能,文中做了密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计直方图分析、相邻像素相关性分析、信息熵分析、差分攻击分析等大量的性能分析实验。实验结果表明,该算法仅通过3轮迭代就可达到与以前提出的图像加密算法相同的安全级别,加密效率明显提高。

Rijndael算法的结构与安全性分析

阐明了Rijndael是一种第一轮和最后一轮特殊处理的SP结构;分析了S层S盒的代数特性、P层的分支数和密钥加层的主要变换,证明了Rijndael具有抵抗差分密码分析、线性密码分析、密钥相关攻击和其他已知密码攻击的能力,从一个新的角度揭示了Rijndael算法的安全性。

Al-DLC薄膜结构及其在水介质下摩擦学性能研究

采用磁控溅射技术,以Al为溅射靶材,甲烷为溅射气体,在不同射频功率下制备了一系列Al含量不同的类金刚石碳基薄膜(AL-DLC).分析了Al含量对薄膜成分、结构及机械性能的影响,并探讨了其在空气和水介质下的摩擦磨损行为.结果表明:Al掺杂使得薄膜中sp^3-C的生长受到抑制,sp^2-C增加,表面吸附水分子能力变强,在水介质摩擦过程中的剪切阻力变小,从而使得摩擦磨损减小.通过调整射频功率可以对薄膜中Al含量进行调控,在最优Al含量时,Al-DLC在空气和水介质中均具有优异的摩擦学性能.

对轻量级分组密码PICO算法的差分攻击

PICO算法是一个SP结构的迭代型轻量级密码算法,目前对该算法的差分分析和相关密钥分析研究尚未完善.本文借助自动化搜索技术,设计了一套基于SAT方法搜索SP结构算法差分路径和差分闭包的自动化工具,构建了搜索约减轮PICO算法差分路径以及差分闭包的SAT模型,评估了PICO算法抵抗差分攻击的能力,提供了比之前分析结果更准确的安全评估.给出了1–22轮PICO算法的最优差分路径及其概率;搜索到概率为2−60.75的21轮差分闭包和概率为2−62.39的22轮差分闭包;实现了26轮PICO算法的密钥恢复攻击,攻击的时间复杂度为2101.106,数据复杂度为263,存储复杂度为263.研究了PICO算法抵抗相关密钥攻击的能力,发现PICO算法的密钥编排算法存在缺陷,构建了任意轮概率为1的相关密钥区分器,给出了全轮PICO算法的密钥恢复攻击.所提模型适用于其他轻量级密码算法,尤其是拥有更长的分组或者轮数更多的分组密码算法.

基于Android平台的光伏列阵故障分析系统的设计

随着化石能源的枯竭,太阳能光伏发电越来越备受关注。因此对光伏发电系统中的光伏组件故障进行有效便捷的在线检测显得十分必要。文章介绍在基于Android平台下设计出的光伏列阵故障检测分析系统。实现了以DSP28027为核心对光伏列阵电路电压、电流、温度、辐照度数据的采集,并且通过Wi-Fi通信方式把采集的数据发送到Android终端。最后介绍了本系统的Android终端的设计,在Android终端经算法分析找到故障点的位置,并显示相关参数。

双边控制的恒压无线充电系统设计

基于磁感应原理设计了用于变负载恒压充电的无线电能传输系统。首先,分析二次侧半桥整流器对充电电压的调节作用,得到占空比与充电电压的关系,采用PI控制算法实现变负载的恒压充电;其次,原边通过扰动观测法跟踪调节最小输入电流,用于提高系统效率;最后,搭建系统实验平台对该系统设计进行验证。结果表明,在传输距离为5.5 cm时,通过调节整流电路的占空比和最小输入电流跟踪算法下在负载电阻为1~10Ω时,可实现12 V的恒压充电,同时传输效率可达85%。

分组加密算法结构的研究

在信息安全技术中,分组密码算法的研究一直是人们关注的热点,本文简单介绍了两种具有代表性的分组密码算法:基于Feistel结构的DES算法和基于SP结构的AES算法,并在分析两种算法的原理的基础上分析了Feistel结构和SP结构的特点。

单壁碳纳米管的结构控制生长方法

单壁碳纳米管在原子尺度的结构变化即可导致其电学、光学方面等性质的多样性和非连续的变化——如电学性质上可呈现半导体性或金属性。然而,在单壁碳纳米管表现出诸多优异性能的同时,如何实现碳纳米管的结构控制制备仍面临严峻的挑战。本文以单壁碳纳米管的管径、导电属性和手性控制为目标,介绍单壁碳纳米管的结构控制生长方法,主要包括温度扰动法、金属催化剂结构设计法、生长气氛调控法、外场辅助法、基底诱导法、非金属粒子催化法和sp2碳结构模板法等。并在此基础上总结了单壁碳纳米管结构控制生长的基本思路及实现途径,以期为后续单壁碳纳米管的规模化应用奠定基础。