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硬件安全门级细粒度形式化验证方法

西安电子科技大学学报 2018年第5期45卷 143-148页

作者：秦茂源慕德俊胡伟毛保磊西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

针对硬件设计长期缺乏有效的安全验证方法问题,提出了一种硬件安全门级细粒度形式化验证方法.该方法使用形式化语言在逻辑门层面上描述硬件电路的安全属性,构造包含安全属性跟踪逻辑的形式化语义语句,从而将硬件设计转化为电路语义模型... 详细信息

针对硬件设计长期缺乏有效的安全验证方法问题,提出了一种硬件安全门级细粒度形式化验证方法.该方法使用形式化语言在逻辑门层面上描述硬件电路的安全属性,构造包含安全属性跟踪逻辑的形式化语义语句,从而将硬件设计转化为电路语义模型,并结合霍尔逻辑三元组理论构造用于验证该模型安全属性的定理.定理的证明过程是以人机交互的方式在定理证明器环境下验证定理的合理性.实验结果表明,该方法能够形式化地遍历电路语义模型的状态空间,精确验证不同输入状态下电路语义模型的安全性.该方法通过构造安全属性跟踪逻辑提高了验证的精确性,结合定理证明提高了验证覆盖率,能够有效地验证硬件设计的安全性.

关键词：硬件设计安全验证定理证明形式化语义模型细粒度

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RSA时间信道滑动窗口攻击方法及量化分析

西安电子科技大学学报 2017年第5期44卷 114-120页

作者：毛保磊慕德俊胡伟张慧翔邰瑜张璐西北工业大学自动化学院陕西西安710072 加州大学圣迭戈分校美国圣迭戈92093

RSA硬件密码核的时间侧信道对硬件安全构成严重威胁.针对此问题,提出一种显著提高RSA硬件密码核时序攻击成功率的滑动窗口攻击方法;同时提出一种信息理论模型,量化分析该攻击方法提高攻击成功率的机制.通过对RSA密码核进行攻击测试,与Ko... 详细信息

RSA硬件密码核的时间侧信道对硬件安全构成严重威胁.针对此问题,提出一种显著提高RSA硬件密码核时序攻击成功率的滑动窗口攻击方法;同时提出一种信息理论模型,量化分析该攻击方法提高攻击成功率的机制.通过对RSA密码核进行攻击测试,与Kocher攻击方法相比,滑动窗口时序攻击方法将攻击成功率从73%提高到96%.利用互信息指标测量滑动窗口下密钥对密码核运行时间的影响,实验结果显示,互信息测量结果与攻击成功率存在强相关性.实验结果表明,信息理论模型和指标能够提供一种高效精确的方法以量化分析滑动窗口攻击方法的有效性,评估RSA硬件密码核时间侧信道的安全威胁.

关键词：侧信道攻击信息理论量化分析信息泄露时序攻击

基于LPV鲁棒输出反馈控制的变形无人机暂态控制律设计

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西北工业大学学报 2012年第5期30卷 746-751页

作者：邵朋院吴成富马松辉毛保磊西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710065 西北工业大学自动化学院陕西西安710072

文章研究了LPV鲁棒输出反馈控制技术在变形无人机变形过程的纵向暂态控制中的应用。首先,从理论上研究了LPV鲁棒输出反馈控制问题的求解及解的可实现性问题,然后用雅克比线性化方法建立了飞机的LPV模型,并以变形无人机变形暂态过程中纵... 详细信息

文章研究了LPV鲁棒输出反馈控制技术在变形无人机变形过程的纵向暂态控制中的应用。首先,从理论上研究了LPV鲁棒输出反馈控制问题的求解及解的可实现性问题,然后用雅克比线性化方法建立了飞机的LPV模型,并以变形无人机变形暂态过程中纵向俯仰角保持为例,使用LPV鲁棒输出反馈设计其控制器。结构奇异值分析和蒙特卡洛仿真结果均表明,系统具有很好的鲁棒性和控制性能。最后,对LPV鲁棒输出反馈技术进行了总结,并给出了需要进一步研究的问题。

关键词： LPV系统变形无人机鲁棒控制暂态控制

基于API配对的Android恶意应用检测

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西北工业大学学报 2020年第5期38卷 965-970页

作者：管峻刘慧英毛保磊蒋煦西北工业大学自动化学院陕西西安710072 郑州大学河南郑州450000

针对基于Android应用程序申请权限的检测过于粗粒度的问题,提出了基于敏感应用程序编程接口(application program interface,API)配对的恶意应用检测方法。通过反编译应用程序提取危险权限对应的敏感API,将敏感API两两配对分别构建恶意... 详细信息

针对基于Android应用程序申请权限的检测过于粗粒度的问题,提出了基于敏感应用程序编程接口(application program interface,API)配对的恶意应用检测方法。通过反编译应用程序提取危险权限对应的敏感API,将敏感API两两配对分别构建恶意应用无向图与良性应用无向图,再根据恶意应用和良性应用在敏感API调用上的差异分配相同边不同的权重,以此检测Android恶意应用。实验结果表明,提出的方法可以有效地检测出Android恶意应用程序,具有现实意义。

关键词：安卓系统权限应用程序编程接口恶意应用

基于门级信息流分析的多值逻辑形式化方法研究

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西北工业大学学报 2017年第5期35卷 884-889页

作者：邰瑜慕德俊胡伟毛保磊郭蓝天西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

硬件系统设计规模的增大使得测试和验证覆盖率难以保证,所隐含的安全漏洞容易导致敏感信息泄露。门级信息流分析方法能够实现对硬件中全部逻辑信息流精确度量,防止有害信息流所引发的信息泄露。现有的工作主要研究布尔逻辑系统下门级信... 详细信息

硬件系统设计规模的增大使得测试和验证覆盖率难以保证,所隐含的安全漏洞容易导致敏感信息泄露。门级信息流分析方法能够实现对硬件中全部逻辑信息流精确度量,防止有害信息流所引发的信息泄露。现有的工作主要研究布尔逻辑系统下门级信息流分析的基本理论、生成算法、跟踪逻辑形式化及检测验证等问题。然而,在硬件系统的设计和验证中通常需要采用多值逻辑描述电路的逻辑状态,基于门级信息流分析方法,采用构造方法生成系统的信息流模型,研究多值逻辑标签传播问题,分别构建针对四值逻辑和九值逻辑的标签传播规则集,对门级信息流跟踪逻辑进行形式化描述,通过分析多值逻辑传播规则的逻辑特性对基本门信息流跟踪逻辑进行扩展。

关键词：门级信息流分析多值逻辑标签传播规则形式化描述 GLIFT逻辑

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教育系统网络资产探测与预警研究

计算机应用与软件 2023年第10期40卷 322-328页

作者：杨显哲尹毅峰张宏涛王瑞民李润知毛保磊郑州轻工业大学计算机与通信学院河南郑州450001 郑州大学信息工程学院河南郑州450001 国家数字交换系统工程技术研究中心河南郑州450001

随着网络空间与现实世界的不断融合与相互作用,网络安全事件和安全威胁对现实世界的影响日趋深刻。特别是教育行业学校基数庞大、资产数量众多、资产类别各异,网络安全监测和防护难度愈发艰巨。针对此问题,结合教育系统网络安全监测现状... 详细信息

随着网络空间与现实世界的不断融合与相互作用,网络安全事件和安全威胁对现实世界的影响日趋深刻。特别是教育行业学校基数庞大、资产数量众多、资产类别各异,网络安全监测和防护难度愈发艰巨。针对此问题,结合教育系统网络安全监测现状,以网络资产探测和管理为基石,提出网络资产探测与预警平台的设计框架,分别从“资产采集-识别存储-分析预警”三个层次进行阐述,并通过实验充分验证了该框架的可行性与有效性。不仅为教育行业网络安全管理与建设提供一种新的思路和方案,而且对其他行业大规模网络资产探测与监测预警亦具有重要的参考意义和价值。

关键词：网络资产轻量化探测指纹识别资产分析安全预警

基于信息熵的RSA硬件时间隐通道信息泄露量化研究

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计算机学报 2018年第2期41卷 426-438页

作者：毛保磊胡伟慕德俊张慧翔邰瑜洪亮西北工业大学深圳研究院广东深圳518507 西北工业大学自动化学院西安710072

RSA密码算法作为主流的公钥加密和签名算法,其安全性被工业界和学术界广泛关注.RSA算法的安全性主要包括算法自身的不易破解性和密钥的安全性两个方面.而通过能量和时间隐通道来攻击算法密钥往往比破解RSA算法更为有效.现有的研究大多关... 详细信息

RSA密码算法作为主流的公钥加密和签名算法,其安全性被工业界和学术界广泛关注.RSA算法的安全性主要包括算法自身的不易破解性和密钥的安全性两个方面.而通过能量和时间隐通道来攻击算法密钥往往比破解RSA算法更为有效.现有的研究大多关注RSA算法软件实现的安全性,并未深入探讨硬件IP(Intellectual Property)核中的时间隐通道对安全性的影响;虽然有基于形式化验证的方法对时间隐通道进行检测和隔离,或者采用基于类型系统的方法从硬件设计语言的角度消除时间隐通道,但这些硬件方法都只能实现时间隐通道的定性分析,缺乏有效的模型对时间隐通道进行量化分析.文中针对上述两个基本问题(硬件IP核与时间隐通道)开展研究.首先介绍了RSA时间隐通道的研究背景和硬件实现的威胁模型.然后引入基于信息熵的研究方法,分别建立了基于信息熵的时间隐通道攻击模型和基于信息熵的时间隐通道量化分析模型.文中实验对RSA密码核进行基于信息熵的攻击和基于方差的攻击以评估信息熵攻击的效果.同时,针对同一密码核不同密钥信息泄露进行量化分析;针对多种不同的RSA硬件架构量化分析模幂优化算法对时间隐通道信息泄露的影响;针对时间隐通道抵抗措施评估其减少时间隐通道信息泄露的作用;并通过攻击相应RSA核密钥以验证信息熵量化分析的有效性.最后实验综合评估不同RSA架构对设计复杂度的影响.实验结果显示基于信息熵的攻击方法在猜测正确率确信度方面优于基于方差的攻击方法;信息熵量化分析方法能够有效的评估RSA密码核时间隐通道信息泄露,为RSA密码核时间隐通道的研究提供量化分析的理论依据和测试手段.实验结果同时表明信息熵指标能够辅助设计人员权衡时间隐通道安全性与性能、资源开销之间的关系,为硬件设计自动化提供潜在的时间隐通道硬件安全评价指标,实现对硬件设计特征更加精细和完善的描述.

关键词：硬件安全隐通道分析时间隐通道信息泄露 RSA算法信息熵量化分析

一种新型的无竞争的基于TDMA的MAC协议

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传感技术学报 2013年第1期26卷 89-94页

作者：任昊翔郭达伟邵凝宁毛保磊西北工业大学自动化学院西安710129 南京北方信息控制集团有限责任公司南京210000

本文提出了一种无竞争的基于TDMA的MAC协议CA-TDMA。CA-TDMA协议通过对超帧中竞争时隙的直接分配和数据时隙的相互申请来实现在整个网络中无时隙竞争,并且通过添加新的申请消息(RTS、CTS、CTR)和提出新的时隙竞争机制、时隙续约机制和... 详细信息

本文提出了一种无竞争的基于TDMA的MAC协议CA-TDMA。CA-TDMA协议通过对超帧中竞争时隙的直接分配和数据时隙的相互申请来实现在整个网络中无时隙竞争,并且通过添加新的申请消息(RTS、CTS、CTR)和提出新的时隙竞争机制、时隙续约机制和竞争时隙交换机制,来提高整个网络的性能。仿真结果表明,CA-TDMA相比动态TDMA协议在分组投递率和网络延迟等性能参数方面均有明显的提高。

关键词：移动自组织网络 MAC协议无竞争 TDMA

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RSA密码核时间侧信道检测与量化分析

计算机工程与应用 2017年第10期53卷 8-12,26页

作者：毛保磊慕德俊胡伟张慧翔秦茂源西北工业大学自动化学院西安710072

攻击者通过RSA时间侧信道可有效破解其密钥。但目前缺乏有效的方法检测和评估RSA硬件密码核时间侧信道信息泄漏。针对此问题,利用门级信息流追踪方法检测RSA时间侧信道;提出一种测试框架对密钥位泄露进行定性检测和定量分析。通过对五... 详细信息

攻击者通过RSA时间侧信道可有效破解其密钥。但目前缺乏有效的方法检测和评估RSA硬件密码核时间侧信道信息泄漏。针对此问题,利用门级信息流追踪方法检测RSA时间侧信道;提出一种测试框架对密钥位泄露进行定性检测和定量分析。通过对五种不同RSA密码硬件体系结构进行案例研究,实验结果显示,所提方法可有效评估和验证迁移技术对RSA时间侧信道信息泄露的影响。该测试方法可有效辅助硬件设计人员权衡时间侧信道安全性、硬件资源消耗和性能等指标。

关键词：时间信道信息流 RSA算法硬件设计