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分组密码的设计与分析

分组密码的设计与分析

作者：多磊中国人民解放军国防科学技术大学

学位级别：硕士

美国20世纪的数据加密标准DES是到目前为止使用最广和讨论最多的一种分组密码。对DES的有效攻击方法是差分密码攻击和线性密码攻击。文中在系统地研究了DES的设计原理和攻击方法的基础上，从迭代特征的角度讨论了密码的结构与抗差分密... 详细信息

美国20世纪的数据加密标准DES是到目前为止使用最广和讨论最多的一种分组密码。对DES的有效攻击方法是差分密码攻击和线性密码攻击。文中在系统地研究了DES的设计原理和攻击方法的基础上，从迭代特征的角度讨论了密码的结构与抗差分密码攻击和线性密码攻击的关系，给出了如何基于迭代特征设计和优化S-盒和非S-盒结构的设计准则。根据提出的准则对DES的非S-盒结构进行变种，得到了一种完全抗差分密码分析和线性密码分析的变种DES。美国即将推出的21世纪数据加密标准Rijndael是一种不同于DES结构的SPN结构密码，它可以有效抵抗差分密码攻击和线性密码攻击。目前对Rijndael密码有效攻击是由设计者本人提出的Square攻击，它是一种选择明文攻击。本文针对Rijndael密码的Square特性，提出了一种选择密文攻击方法，我们称之为“逆序Square攻击”，从理论上我们证明了逆序Square攻击算法优于Square攻击，从实例上，我们也比较了逆序Square攻击与Square攻击的优劣性。并且如果将密码的ShiftRow或RotByte变换逆序，对五、六轮密码的攻击强度较Square攻击降低2。 DES采用了Feistel结构，其加解密一致，但不易抵抗差分密码攻击和线性密码攻击。Rijndael密码采用SP结构，可以很好抵抗差分攻击和线性攻击，但加解密不一致。文中最后，结合两种算法的优缺点，设计了一种以字节为变换单位的Feistel型密码，我们称之为RD密码并对其设计原理和安全特性给予了详细的描述和分析。

关键词： DES Rijndael 迭代特征 P置换分组密码 Square攻击线性密码分析差分密码分析

PTC124对PAH无义突变蛋白体外表达的矫正作用

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PTC124对PAH无义突变蛋白体外表达的矫正作用

作者：多磊内蒙古大学

学位级别：硕士

苯丙酮尿症(Phenylketonuria,PKU)是一类由于体内苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe)代谢异常而导致的疾病,呈常染色体隐性遗传。PKU在世界范围内分布广泛、发病率高,会严重影响患者的认知和心理。目前PKU患者主要通过饮食疗法控制病情,这种... 详细信息

苯丙酮尿症(Phenylketonuria,PKU)是一类由于体内苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe)代谢异常而导致的疾病,呈常染色体隐性遗传。PKU在世界范围内分布广泛、发病率高,会严重影响患者的认知和心理。目前PKU患者主要通过饮食疗法控制病情,这种方式不仅降低了患者的生活质量,也给社会带来极大的经济负担。因此,临床上需要新的治疗方法。部分PKU患者的病因来自苯丙氨酸羟化酶(Phenylalanine hydroxylase,PAH)的无义突变,这种突变类型在某些实验中可以被新型化合物PTC124矫正。本实验通过构建相关载体,对转染无义突变PAH基因的细胞进行PTC124处理并检测其在转录和翻译水平上的变化,探索了PTC124对PAH无义突变类型PAH和PAH在表达过程中的矫正效果,以期为PKU的治疗提供新策略。1、构建相关载体本实验利用基因工程技术,成功构建6个真核表达载体。一类是带有红荧光标记的pCMV-DsRed-PAH、pCMV-DsRed-PAH和pCMV-DsRed-PAH,另一类是带有G418标记的pcDNA3.1-PAH、pcDNA3.1-PAH和pcDNA3.1-PAH。2、体外表达系统的确定通过查阅文献选择HEK293细胞实现载体基因的表达。购买细胞株后通过常规的细胞培养技术对细胞进行扩培,并对其mRNA进行初步分析,未检测出PAH基因的表达,证明HEK293细胞符合实验要求。3、载体的转染及细胞筛选本实验采用脂质体转染的方式将载体基因分别导入HEK293细胞。对转染了pCMV-DsRed-PAH、pCMV-DsRed-PAH和pCMV-DsRed-PAH的细胞进行流式细胞仪检测,转染效率达到72%。对转染了pcDNA3.1-PAH、pcDNA3.1-PAH和pcDNA3.1-PAH的细胞进行G418筛选,存活细胞即为阳性细胞。4、PTC124浓度的确定分别用浓度为0μM、50μM、100μM和200μM的PTC124处理HEK293细胞,再对其进行细胞活力、细胞周期、细胞凋亡和细胞增殖分析。发现浓度为50μM和100μM的PTC124对细胞是相对安全的,浓度为200μM的PTC124对细胞活性和细胞增殖都有消极影响,还会将细胞阻滞在S期,同时促进细胞凋亡。最后选择100μM为后续实验中PTC124的处理浓度。5、各实验组的检测使用载体pCMV-DsRed-PAH、pCMV-DsRed-PAH、pCMV-DsRed-PAH、pcDNA3.1-PAH、pcDNA3.1-PAH和pcDNA3.1-PAH分别对HEK293细胞进行脂质体转染,然后将其分成两部分:对照组是转染PAH基因的细胞,进行正常的细胞培养;实验组是转染了无义突变PAH基因的细胞,一部分进行普通培养,另一部分用浓度为100μM的PTC124处理。48h后分别对上述细胞进行qPCR和Western Blot检测。qPCR实验表明,各实验组均表达了PAH。PAH无义突变基因的表达量经矫正培养后明显高于普通培养,但仍低于转染PAH基因的表达量。Western Blot实验表明,各实验组都成功表达了PAH蛋白。经矫正培养后无义突变实验组产生的PAH增多。利用酶活性实验检测野生型和无义突变PAH的活性。分别利用pcDNA3.1-PAH、pcDNA3.1-PAH和pcDNA3.1-PAH载体转染细胞,转染了PAH基因的细胞正常培养,作为阳性参照。转染了PAH无义突变基因的细胞分别经过普通培养和矫正培养。实验发现,转染野生型PAH基因的细胞合成了有活性的PAH;转染了pcDNA3.1-PAH和pcDNA3.1-PAH的细胞中,经过普通培养的未检测到活性PAH,经过PTC124矫正后细胞合成了有活性的PAH;与转染野生型PAH基因的细胞相比,转染载体pcDNA3.1-PAH的活性达到了19%,转染载体pcDNA3.1-PAH的活性达到了13%。综上所述,PTC124在PAH突变基因PAH和XPAH的表达过程中可以发挥矫正作用,使之能够合成有活性的PAH蛋白。

关键词：苯丙酮尿症苯丙氨酸羟化酶 PTC124 体外表达

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变型的Rijndael及其差分和统计特性

电子学报 2002年第10期30卷 1544-1546页

作者：冯国柱李超多磊谢端强戴清平国防科技大学数学与系统科学系湖南长沙410073

本文在原Rijndael算法基础上对其进行了变动和改进 ,使得改动后的新算法在牺牲少许密钥装填速度的前提下 ,抗差分攻击特性没有降低 ,统计效果提高 ,而且可以部分地抵抗Square攻击 .

关键词： Rijndael 差分概率统计 Square攻击迭代分组密码

循环移位对Rijndael密码安全性的影响

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通信学报 2003年第9期24卷 153-161页

作者：多磊李超赵惠文国防科技大学数学与系统科学系中国科学院软件所计算机重点实验室北京100080 西安空军工程大学电信工程学院

目前针对新一轮高级加密标准(AES)Rijndael密码的最有效攻击算法仍是由设计者提出的Square攻击。文献[1]中指出Square攻击是一种选择明文攻击,攻击强度不依赖于S盒、列混合矩阵和密钥扩散准则的选取。本文提出的逆序Square攻击算法是一... 详细信息

目前针对新一轮高级加密标准(AES)Rijndael密码的最有效攻击算法仍是由设计者提出的Square攻击。文献[1]中指出Square攻击是一种选择明文攻击,攻击强度不依赖于S盒、列混合矩阵和密钥扩散准则的选取。本文提出的逆序Square攻击算法是一种选择密文攻击方法,对5、6轮的Rijndael密码的攻击优于Square攻击,对RD-256的攻击较原算法复杂度降低28。Square攻击对RD-192的攻击优于逆序攻击。如果改变密码循环移位的方向或密钥扩展算法中的循环移位方向则逆序攻击对5、6轮RD-128的攻击复杂度较Square攻击降低28,对7轮RD-192的攻击优于Square攻击,而在许多文献中将改变后的行移位方向默认为原算法移位的方向。

关键词：分组密码 Square攻击逆序Square攻击 Rijndael

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易自燃煤层小煤柱掘进煤炭自燃防治技术研究

易自燃煤层小煤柱掘进煤炭自燃防治技术研究

作者：蒯多磊安徽理工大学

学位级别：硕士

易自燃煤层沿空掘进煤炭自燃是煤矿主要灾害之一,,严重影响着煤矿的安全生产。准确的推断沿空掘进煤炭自燃的危险区域,预测煤自燃的发火期及高温点的分布,对指导煤矿防灭火和安全生产具有极其重要的意义。本文首先研究了五沟煤矿焦... 详细信息

易自燃煤层沿空掘进煤炭自燃是煤矿主要灾害之一,,严重影响着煤矿的安全生产。准确的推断沿空掘进煤炭自燃的危险区域,预测煤自燃的发火期及高温点的分布,对指导煤矿防灭火和安全生产具有极其重要的意义。本文首先研究了五沟煤矿焦煤的结构对煤炭自燃的影响,并进行了煤的吸氧实验研究,定量的测算出不同温度条件下煤的吸氧量及温度与吸氧量之间的关系,进一步分析了沿空侧遗煤热量积聚过程及其影响因素。其次,建立沿空巷道煤层自然发火区域的数学模型,并用FORTRAN语言编制了解算程序,模拟煤柱在矿压作用下压裂破坏情况对煤炭自燃的影响,结果表明,煤柱的不完整性是导致采空区遗煤自燃的主要影响因素之一。最后,依据1021风巷实际,以沿空煤柱作为研究对象,在煤柱侧设计测温钻孔,利用热电偶现场测温,得出了沿空煤柱钻孔平均温度约为26℃,在一定时间内,各钻孔煤温基本保持在较小范围内变化。通过对沿空煤柱的研究分析,基本掌握了沿空掘进过程中煤炭自然发火的危险区域及高温点分布的特征。根据现场煤柱温度的实测及1017采空区周围巷道位能的测定,较准确的分析出煤柱高温点位置及周围巷道漏风分布,同时,运用数值模拟的方法预测出了小煤柱的不同破坏程度对沿空侧松散煤体自然发火的影响。但随着时间的推移,沿空侧松散煤体温度有升高趋势,具有自然发火危险性。因此,制定了以高温点连续监测为主,局部注浆或注凝胶为辅的防火技术措施,保证了矿井的安全生产。

关键词：沿空掘进煤柱位能煤自燃数值模拟

Heusler合金Fe2TiSn的制备与热电性能

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Heusler合金Fe2TiSn的制备与热电性能

作者：陶多磊杭州电子科技大学

学位级别：硕士

本文主要通过真空电弧炉熔炼法与放电等离子烧结(SPS)技术相结合,制备了Fe2TiSn及用Sb元素和Si元素掺杂的Fe2TiSn1-xSbx(x=0.1,0.2,0.3)和Fe2TiSn1-xSix(x=0.05,0.1,0.2),系统研究了它们的晶体结构和热电特性。主要取得了如下的研究成果... 详细信息

本文主要通过真空电弧炉熔炼法与放电等离子烧结(SPS)技术相结合,制备了Fe2TiSn及用Sb元素和Si元素掺杂的Fe2TiSn1-xSbx(x=0.1,0.2,0.3)和Fe2TiSn1-xSix(x=0.05,0.1,0.2),系统研究了它们的晶体结构和热电特性。主要取得了如下的研究成果:(1)采用真空电弧炉熔炼的方法,以高纯度的Fe、Ti、Sn、Sb、Si单质为原料,分别制备了Fe2TiSn1-xSbx(x=0,0.1,0.2,0.3)四种样品和Fe2TiSn1-xSix(x=0.05,0.1,0.2)三种样品。X射线衍射(XRD)的物相分析结果表明,这些样品中都含有少量的第二相,且为单质的Sn。将熔炼得到的样品进行热处理和酸洗(浓度为6%的HCl)处理。然后,将其粉末进行放电等离子体烧结(SPS)。获得致密度比较高的单相块体材料。(2)分析Fe2TiSn1-xSbx(x=0,0.1,0.2,0.3)的XRD图谱,我们发现随着Sb含量的增加,(400)衍射峰、(331)衍射峰和(420)衍射峰都出现了比较明显的向大角度偏移的现象;Fe2TiSn1-xSix(x=0.05,0.1,0.2)的XRD图谱随着Si含量的增加,(420)衍射峰出现了比较明显的向大角度偏移的现象。表明替代原子进入晶格,获得了单相的四元化合物。(3)利用PPMS测量平台的TTO选件测量了Fe2TiSn1-xSbx(x=0,0.1,0.2,0.3)和Fe2TiSn0.9Si0.1样品的电阻率、热导率和Seebeck系数以及ZT值随温度的变化规律。所有样品的Seebeck系数都为正,表明样品为P型的,它们的Seebeck系数最大值在311VK??左右,这些结果比通过第一性原理计算得到的结果小很多。(4)通过Sb或Si掺杂,使得Fe2TiSn1-xSbx(x=0.1,0.2,0.3)和Fe2TiSn0.9Si0.1的电导率得到显著改善,从而使ZT值增大。

关键词： Heusler合金热电性能 Fe2TiSn 掺杂

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带容量限制和手续费用的运输问题

系统工程 1998年第5期16卷 25-31页

作者：谢政多磊汤泽滢国防科技大学七系长沙410073

本文首次提出了既带容量限制又有手续费用的平衡运输问题,建立了相应的数学模型并给出了求解这一模型的表上作业法.最后,给出了一个具体实例.

关键词：手续费增广回路检验数平衡运输问题

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采空区煤炭自然发火规律分析

煤矿安全 2011年第8期42卷 151-155页

作者：朱政宏蒯多磊贺正茂安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001 国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿安徽颍上236234

为了研究工作面采空区自然发火规律,利用热电偶和束管取样测定采空区"三带"的布置方法,得到采空区各种气体的分布及其在工作面推进过程中浓度的动态变化。通过测定采空区温度、气体成份与工作面推进度间的变化关系进行分析,在分析观测... 详细信息

为了研究工作面采空区自然发火规律,利用热电偶和束管取样测定采空区"三带"的布置方法,得到采空区各种气体的分布及其在工作面推进过程中浓度的动态变化。通过测定采空区温度、气体成份与工作面推进度间的变化关系进行分析,在分析观测数据的基础上确定了该井田综采工作面采空区"三带"的分布范围。证实了在采空区两边布置观测管路观测气体方案的可行性,为防止采空区遗煤自燃、指导日常生产提供了科学依据。

关键词：工作面采空区自燃“三带” 预测

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AES密码的三种等价形式

国防科技大学学报 2008年第1期30卷 125-128页

作者：冯国柱多磊李超国防科技大学理学院湖南长沙410073

分离了AES密码中S盒的仿射变换,得到了与原密码S盒不同的三种等价密码。研究发现列混合矩阵在很大程度上影响仿射变换的提取,在这种意义上提出了对列混合变换的改进建议。

关键词： AES S盒仿射变换等价密码