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基于SM2数字签名算法的环签名方案

密码学报 2021年第4期8卷 710-723页

作者：范青何德彪罗敏黄欣沂李大为武汉大学数学与统计学院武汉430072 武汉大学国家网络安全学院武汉430072 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 深圳技术大学大数据与互联网学院深圳518118

考虑到用户的隐私保护需求,数字签名衍生出了提供匿名功能的环签名和可链接环签名.环签名实现了将真实签名身份隐藏在环中,适用于基于区块链的数字货币协议,以保护用户的身份隐私.现有文献中包含了一系列不同密码体制下的环签名/可链接... 详细信息

考虑到用户的隐私保护需求,数字签名衍生出了提供匿名功能的环签名和可链接环签名.环签名实现了将真实签名身份隐藏在环中,适用于基于区块链的数字货币协议,以保护用户的身份隐私.现有文献中包含了一系列不同密码体制下的环签名/可链接环签名方案,但是尚不存在基于国产密码算法的环签名,不能满足密码技术发展的自主化要求.为了推动国产密码算法在区块链系统的应用,本文提出了基于SM2数字签名算法的环签名和可链接环签名,同时介绍了SM2可链接环签名方案的两种变型.此外,本文详细分析了所提方案的安全性和效率:SM2环签名方案满足正确性、不可伪造性和无条件匿名性,SM2可链接环签名满足正确性、不可伪造性、无条件匿名性、可链接性和不可诽谤性;效率分析表明SM2环签名/SM2可链接环签名方案的通信量和计算量均与环成员数量呈线性关系.

关键词： SM2算法环签名可链接环签名无条件匿名性

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具有前向安全性的可公开验证的签密方案

计算机应用研究 2014年第10期31卷 3093-3094页

作者：戚明平陈建华何德彪武汉大学数学与统计学院武汉430072

已有签密方案大多数不能同时提供可公开验证性和前向安全性。针对此问题,基于求解Zp上离散对数问题的困难性和单向hash函数的不可逆性,给出了一个同时具有前向安全性和可公开验证的签密方案。在该方案中验证不需要接收者的私钥,传输中... 详细信息

已有签密方案大多数不能同时提供可公开验证性和前向安全性。针对此问题,基于求解Zp上离散对数问题的困难性和单向hash函数的不可逆性,给出了一个同时具有前向安全性和可公开验证的签密方案。在该方案中验证不需要接收者的私钥,传输中通过将某一参数隐藏在指数位置,使得到发送者私钥的攻击者不可能得到本次及以前通信者的秘密信息。通过这些方法实现了可公开验证性和前向安全性,弥补了大多数已有签密方案不能同时提供可公开验证性和前向安全性的不足,而且在该方案中认证与消息恢复并未分离,但是在公开验证过程中却无须破坏消息的机密性,这使得本方案具有更高的安全性和更广泛的应用性。

关键词：认证加密签名公开验证机密性离散对数问题前向安全第三方验证

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国产商用公钥密码专栏序言 (中英文)

密码学报 2021年第4期8卷 680-683页

作者：翁健黄欣沂何德彪暨南大学广州510632 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 武汉大学国家网络安全学院武汉430072

密码是国家的重要战略资源,直接关系国家政治安全、经济安全、国防安全和信息安全.根据2020年1月1日正式施行的《中华人民共和国密码法》,密码分为核心密码、普通密码和商用密码.核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,属于国家秘密;... 详细信息

密码是国家的重要战略资源,直接关系国家政治安全、经济安全、国防安全和信息安全.根据2020年1月1日正式施行的《中华人民共和国密码法》,密码分为核心密码、普通密码和商用密码.核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,属于国家秘密;商用密码用于保护不属于国家秘密的信息,公民、法人和其他组织可以依法使用商用密码保护网络与信息安全.由国家密码管理局组织,我国自主设计的基于椭圆曲线公钥密码算法SM2、密码杂凑算法SM3、分组密码算法SM4、序列密码算法祖冲之(ZUC)、标识密码算法SM9等商用密码已成为国家标准,有效保障了国家网络与信息安全.

关键词：网络与信息安全商用密码秘密信息公钥密码分组密码算法 SM2 国防安全自主设计

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基于SM9标识密码算法的环签名方案

密码学报 2021年第4期8卷 724-734页

作者：彭聪何德彪罗敏黄欣沂李大为武汉大学国家网络安全学院武汉430072 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 深圳技术大学大数据与互联网学院深圳518118

环签名是一种典型的具有自发性和匿名性的数字签名机制,可作为一种隐私保护技术广泛用于电子投票、数字货币交易和匿名泄露信息等领域.基于身份的密码体制与环签名技术的结合不仅能够保留了环签名的主要特性,同时能够解决传统公钥体制... 详细信息

环签名是一种典型的具有自发性和匿名性的数字签名机制,可作为一种隐私保护技术广泛用于电子投票、数字货币交易和匿名泄露信息等领域.基于身份的密码体制与环签名技术的结合不仅能够保留了环签名的主要特性,同时能够解决传统公钥体制下用户公钥与证书管理的复杂问题.本文以SM9数字签名算法为基础,构造了一种基于身份的环签名方案,并保持了该方案的用户签名密钥生成方式与SM9算法的一致性.同时,本文在随机预言模型下证明了所提出的环签名方案具备不可伪造性和匿名性.通过效率分析,可以得出本文方案在通信开销上明显优于现有方案,但在签名开销和验证开销上略高于现有方案.

关键词： SM9算法环签名基于身份的密码体制

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数据加密标准S盒的安全实现

计算机工程与设计 2007年第23期28卷 5616-5617,5634页

作者：何德彪陈建华张家宏武汉大学数学与统计学院湖北武汉430072

从针对卡的测信道攻击提出以来,为了保护密码算法的安全实现,各种防犯手段被提出。对数据加密标准(DES)的防测信道攻击手段也得到了广泛的研究,但是这些手段很少是针对S盒的,给出了一种S盒的安全实现方法,该方法主要是通过数学算法来实... 详细信息

从针对卡的测信道攻击提出以来,为了保护密码算法的安全实现,各种防犯手段被提出。对数据加密标准(DES)的防测信道攻击手段也得到了广泛的研究,但是这些手段很少是针对S盒的,给出了一种S盒的安全实现方法,该方法主要是通过数学算法来实现S盒,再通过加入冗佘电路的方法来平衡功耗,从而达到抵抗测信道攻击的目的。

关键词：数据加密标准 S盒简单电源分析差分电源分析测信道攻击

血清抗体检测在一起新型冠状病毒肺炎疫情传播链推断中的应用

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上海预防医学 2021年第3期33卷 192-195页

作者：朱韩武刘静何德彪周虹郑文周亮谭徽郴州市疾病预防控制中心湖南郴州423000 永兴县疾病预防控制中心湖南郴州423300

【目的】探讨血清抗体检测在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情传播链推断中的应用,为疫情防控提供科学依据。【方法】对确诊病例和密切接触者进行现场流行病学调查,采用实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测咽拭子、肛拭子标本新型冠状... 详细信息

【目的】探讨血清抗体检测在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情传播链推断中的应用,为疫情防控提供科学依据。【方法】对确诊病例和密切接触者进行现场流行病学调查,采用实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测咽拭子、肛拭子标本新型冠状病毒核酸,采集血清进行IgM单独检测和IgM/IgG联合检测。【结果】确诊病例A无明确COVID-19流行病学史;病例C、D与A同餐同住,且与其他COVID-19确诊病例(H、L)有接触史和聚餐史。病例A新型冠状病毒核酸检测结果阳性,病例C和D均阴性。病例A和C单独IgM检测均阳性,病例D阴性;病例A、C和D IgMZIgG联合检测结果均阳性。病例C无临床症状,而病例D有临床症状。[结论]血清抗体检测可作为COVID-19传播证据链推断的有效补充,为找寻传染源和完善证据链提供参考依据。

关键词：新型冠状病毒肺炎新型冠状病毒传播链血清抗体推断

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有限域GF（2^m）幂运算的一种新方法

计算机工程与科学 2008年第4期30卷 60-61,105页

作者：胡志金陈建华何德彪胡进武汉大学数学与统计学院湖北武汉430072

在有限域GF(2m)引进了开平方运算,描述了有限域GF(2m)上利用开平方求幂的一种新方法。与经典的平方-乘求幂算法相比,在只增加少量预计算的情况下,新的方法所需GF(2m)上的乘法运算少33%。

关键词：有限域平方-乘求幂平方根算法

紧凑的Aigis-sig数字签名方案软硬件协同实现方法

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网络与信息安全学报 2021年第2期7卷 64-76页

作者：周朕何德彪罗敏李莉空天信息安全与可信计算教育部重点实验室湖北武汉430072 武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072

基于理想格构造的Aigis-sig数字签名方案具有实现效率高、签名长度短、抗量子攻击等优势。针对Aigis-sig方案,构造了一种改进的模乘计算元件,设计了一种基于快速数论变换(NTT)算法实现环上多项式运算的紧凑硬件架构;同时以此架构为基础... 详细信息

基于理想格构造的Aigis-sig数字签名方案具有实现效率高、签名长度短、抗量子攻击等优势。针对Aigis-sig方案,构造了一种改进的模乘计算元件,设计了一种基于快速数论变换(NTT)算法实现环上多项式运算的紧凑硬件架构;同时以此架构为基础,提出了Aigis-sig数字签名方案的FPGA软硬件协同实现方法。实验表明,在Xilinx Zynq-7000 SoC平台上,CPU频率和硬件频率分别设置为666.66 MHz和150 MHz时,该实现方案相较于纯软件实现,签名阶段和验签阶段分别取得约26%和17%的性能提升。

关键词：后量子密码数字签名 Aigis-sig 现场可编程逻辑门阵列快速数论变换

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基于区块链的数字版权交易系统

网络与信息安全学报 2018年第7期4卷 22-29页

作者：李莉周斯琴刘芹何德彪武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430072

在当前数字化、网络化时代中,数字版权交易需求越来越大,传统的中心化版权保护系统存在注册成本高、作品受理时间长、容易遭受破坏者的篡改等问题。区块链技术作为一个以P2P网络为基础,以密码技术为核心的去中心化网络结构,能够在网络... 详细信息

在当前数字化、网络化时代中,数字版权交易需求越来越大,传统的中心化版权保护系统存在注册成本高、作品受理时间长、容易遭受破坏者的篡改等问题。区块链技术作为一个以P2P网络为基础,以密码技术为核心的去中心化网络结构,能够在网络上以纯数学方法建立信任关系,无需依托中间平台就能够缓解上述问题。借助区块链技术的自我监管、可追溯、去中心化的特性,结合数字版权交易场景,设计了一个基于联盟链的数字版权交易系统模型,利用当前IBM提供的最新联盟链技术,做了版权注册和版权交易的实现,能够保证版权信息不可篡改性和可溯源性。最后,测试了链码部署安装时间。结果表明,系统安装简单,维护成本低。相比传统的基于可信第三方版权认证机制,基于区块链的数字版权交易系统注册时间短,无需注册费,具有更好的架构安全性和可扩展性。

关键词：数字版权交易区块链超级账本系统设计与实现